JP5532376B2 - Cleaning blade, image forming apparatus, process cartridge, and image forming method - Google Patents
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Description
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられるクリーニングブレード、画像形成装置、及び、プロセスカートリッジ、並びに、画像形成方法に関するものである。 The present invention relates to a cleaning blade, an image forming apparatus, a process cartridge, and an image forming method used in an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copying machine.
従来、電子写真式の画像形成装置では、被清掃部材たる感光体などの像担持体について、転写紙や中間転写体へトナー像を転写した後の表面に付着した不必要な転写残トナーはクリーニング手段たるクリーニング装置によって除去している。 Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, unnecessary transfer residual toner adhering to a surface after transferring a toner image to a transfer paper or an intermediate transfer member is cleaned on an image carrier such as a photosensitive member as a member to be cleaned. It is removed by means of a cleaning device.
このクリーニング装置のクリーニング部材として、一般的に構成を簡単にでき、クリーニング性能も優れていることから、短冊形状のクリーニングブレードを用いたものがよく知られている。このクリーニングブレードは、ポリウレタンゴムなどの短冊形状の弾性体で構成されている。そして、クリーニングブレードの基端を支持部材で支持して先端稜線部を像担持体の周面に押し当て、像担持体上に残留するトナーをせき止めて掻き落とし除去する。 As a cleaning member of this cleaning device, one that uses a strip-shaped cleaning blade is well known because it can generally be simplified in configuration and has excellent cleaning performance. This cleaning blade is composed of a strip-shaped elastic body such as polyurethane rubber. Then, the base end of the cleaning blade is supported by a support member, and the leading edge portion is pressed against the peripheral surface of the image carrier, and the toner remaining on the image carrier is damped and scraped off and removed.
また、近年の高画質化の要求に応えるべく、重合法等により形成された小粒径で球形に近いトナー(以下、重合トナー)を用いた画像形成装置が知られている。この重合トナーは、従来の粉砕トナーに比べて転写効率が高いなどの特徴があり、上記要求に応えることが可能である。しかし、重合トナーは、クリーニングブレードを用いて像担持体表面から除去しようとしても十分に除去することが困難であり、クリーニング不良が発生してしまうという問題を有している。これは、小粒径で且つ球形度に優れた重合トナーが、ブレードと像担持体との間に形成される僅かな隙間をすり抜けるからである。 Further, in order to meet the recent demand for higher image quality, an image forming apparatus using a toner having a small particle diameter and a nearly spherical shape (hereinafter, polymerized toner) formed by a polymerization method or the like is known. This polymerized toner has characteristics such as higher transfer efficiency than conventional pulverized toner, and can meet the above requirements. However, it is difficult to remove the polymerized toner sufficiently from the surface of the image carrier using a cleaning blade, and there is a problem that cleaning failure occurs. This is because the polymerized toner having a small particle size and excellent sphericity passes through a slight gap formed between the blade and the image carrier.
かかるすり抜けを抑えるには、像担持体とクリーニングブレードとの当接圧力を高めてクリーニング能力を高める必要がある。しかし、クリーニングブレードの当接圧を高めると、図11(a)に示すように、像担持体23とクリーニングブレード262との摩擦力が高まり、クリーニングブレード262が像担持体23の移動方向に引っ張られて、クリーニングブレード262の先端稜線部262cがめくれてしまう。このめくれたクリーニングブレード262が、そのめくれに抗して原形状態に復元する際に異音が発生することがある。さらに、クリーニングブレード262の先端稜線部262cがめくれた状態でクリーニングをし続けると、図11(b)に示すように、クリーニングブレード262の先端面262aの先端稜線部262cから数[μm]離れた場所に局所的な摩耗が生じてしまう。このような状態で、さらにクリーニングを続けると、この局所的な摩耗が大きくなり、最終的には、図11(c)に示すように、先端稜線部262cが欠落してしまう。先端稜線部262cが欠落してしまうと、トナーを正常にクリーニングできなくなり、クリーニング不良を生じてしまう。
In order to suppress such slip-through, it is necessary to increase the cleaning pressure by increasing the contact pressure between the image carrier and the cleaning blade. However, when the contact pressure of the cleaning blade is increased, the frictional force between the
特許文献1には、ゴム部材からなるクリーニングブレードの少なくと像担持体と当接する当接部に、鉛筆硬度B〜6Hの被膜硬度を有する樹脂からなる表面層を設けたものが記載されている。ゴム部材よりも硬い鉛筆硬度B〜6Hの被膜硬度を有する表面層をクリーニングブレードの当接部に設けることで、そのような表面層をクリーニングブレードの当接部に設けない場合よりもクリーニングブレードの耐摩耗性を高めることができる。また、像担持体に対するクリーニングブレードの当接部の摩擦係数を下げることができ、像担持体とクリーニングブレードの当接部との間で生じる摩擦力が低減させれ、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれを良好に抑制することができる。さらに、鉛筆硬度B〜6Hの鉛筆硬度の表面層は、硬くて変形しにくいので、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれをより一層抑制することができる。
しかしながら、経時で表面層が像担持体との摺擦によって摩耗し消失すると、ゴム部材の先端稜線部が像担持体と当接してしまい先端稜線部のめくれが発生してクリーニング不良が生じてしまう虞がある。 However, if the surface layer wears and disappears due to rubbing with the image carrier over time, the tip ridge line portion of the rubber member comes into contact with the image carrier and the tip ridge line portion is turned up, resulting in poor cleaning. There is a fear.
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、先端稜線部のめくれや摩耗を抑制し、長期にわたってクリーニング性を維持することができるクリーニングブレード、画像形成装置、及び、プロセスカートリッジ、並びに、画像形成方法を提供することである。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that a cleaning blade, an image forming apparatus, and a process cartridge capable of suppressing the turning and wear of a tip ridge line portion and maintaining cleaning properties for a long period of time are provided. And providing an image forming method.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、被清掃部材の表面に当接して、該被清掃部材表面から粉体を除去するクリーニングブレードにおいて、短冊形状の弾性体ブレードと、該弾性体ブレードの被清掃部材表面に対向する面であるブレード下面と該弾性体ブレードの弾性体ブレード長手方向の端面である先端面との間の角である先端稜線部を覆う、該弾性体ブレードよりも硬い表面層とで構成され、ビッカース圧子により荷重1[mN]で測定した際の該弾性体ブレードの先端稜線部近傍の弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、前記先端面から弾性体ブレード長手方向に50[μm]内側且つ前記ブレード下面から弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に50[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、該先端面から弾性体ブレード長手方向に100[μm]内側且つ該ブレード下面から弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に100[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下であることを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、被清掃部材の表面に当接して、該被清掃部材表面から粉体を除去するクリーニングブレードにおいて、短冊形状の弾性体ブレードと、該弾性体ブレードの被清掃部材表面に対向する面であるブレード下面と該弾性体ブレードの弾性体ブレード長手方向の端面である先端面との間の角である先端稜線部を覆う、該弾性体ブレードよりも硬い表面層とで構成され、該先端稜線部の角度が60[°]以上80[°]以下であり、且つ、ビッカース圧子により荷重1[mN]で測定した際の該弾性体ブレードの先端稜線部近傍の弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、該先端稜線部の角度の中心線上における該先端稜線部から70[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、該中心線上における該先端稜線部から140[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2のクリーニングブレードにおいて、上記弾性体ブレードは上記先端稜線部に、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも1種を含浸させる低摩擦処理がなされ、該先端稜線部の摩擦係数が0.5以下であることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1、2または3のクリーニングブレードにおいて、上記表面層は紫外線硬化樹脂からなり該表面層のカット面側における層厚が1[μm]以上50[μm]以下であることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1、2、3または4のクリーニングブレードにおいて、上記弾性体ブレードとして、ウレタン基を含むゴムを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像化する現像手段と、該像担持体表面のトナー像を転写体に転写する転写手段と、該像担持体表面に当接して、該像担持体表面に付着した残トナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、該クリーニングブレードとして、請求項1、2、3、4または5のクリーニングブレードを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、像担持体と、少なくとも該像担持体の表面に付着した残トナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、前記クリーニングブレードとして、請求項1、2、3、4または5のクリーニングブレードを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を該像担持体上から転写体上に転写した後に、クリーニングブレードによって該像担持体上の残トナーを除去する画像形成方法において、該クリーニングブレードとして、短冊形状の弾性体ブレードと、該弾性体ブレードの被清掃部材表面に対向する面であるブレード下面と該弾性体ブレードの弾性体ブレード長手方向の端面である先端面との間の角である先端稜線部を覆う、該弾性体ブレードよりも硬い表面層とで構成され、ビッカース圧子により荷重1[mN]で測定した際の該弾性体ブレードの先端稜線部近傍の弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、前記先端面から弾性体ブレード長手方向に50[μm]内側且つ前記ブレード下面から弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に50[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、該先端面から弾性体ブレード長手方向に100[μm]内側且つ該ブレード下面から弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に100[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下であるクリーニングブレードを用いることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を該像担持体上から転写体上に転写した後に、クリーニングブレードによって該像担持体上の残トナーを除去する画像形成方法において、該クリーニングブレードとして、短冊形状の弾性体ブレードと、該弾性体ブレードの被清掃部材表面に対向する面であるブレード下面と該弾性体ブレードの弾性体ブレード長手方向の端面である先端面との間の角である先端稜線部を覆う、該弾性体ブレードよりも硬い表面層とで構成され、該先端稜線部の角度が60[°]以上80[°]以下であり、且つ、ビッカース圧子により荷重1[mN]で測定した際の該弾性体ブレードの先端稜線部近傍の弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、該先端稜線部の角度の中心線上における該先端稜線部から70[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、該中心線上における該先端稜線部から140[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下であるクリーニングブレードを用いることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a cleaning blade that contacts a surface of a member to be cleaned and removes powder from the surface of the member to be cleaned. From the elastic blade, which covers a tip ridge line portion that is an angle between a lower surface of the blade facing the surface of the member to be cleaned of the body blade and a tip surface of the elastic blade in the longitudinal direction of the elastic blade. The Martens hardness in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the elastic body blade in the vicinity of the ridge line of the elastic body blade when measured at a load of 1 [mN] with a Vickers indenter is used. from 50 [[mu] m] inside and the blade lower surface elastic blade longitudinally from the surface in a direction orthogonal to the elastic blade longitudinal 50 [[mu] m] inside point 1.0 [N / mm ] Or 5.0 [N / mm 2] or less, 100 [[mu] m from 100 [[mu] m] inside and the blade lower surface elastic blade longitudinally from distal end surface in a direction orthogonal to the elastic blade longitudinal ] It is characterized by being 0.4 [N / mm 2 ] or more and 0.8 [N / mm 2 ] or less at the inner part.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a cleaning blade that contacts the surface of a member to be cleaned and removes powder from the surface of the member to be cleaned, a strip-shaped elastic blade, and a member to be cleaned of the elastic blade. A surface layer that is harder than the elastic blade and covers a tip ridge line portion that is an angle between a blade lower surface that is a surface facing the surface and a tip surface that is an end surface of the elastic blade in the longitudinal direction of the elastic blade. And an elastic body in the vicinity of the tip ridge line portion of the elastic blade when the angle of the tip ridge line portion is 60 [°] or more and 80 [°] or less and measured with a load of 1 [mN] by a Vickers indenter. Martens hardness of the blade cross section perpendicular to the longitudinal direction is at an angle position from the tip edge line portion on the center line 70 [[mu] m] inside of the tip edge line 1.0 [N / mm 2] or more 5.0 [N / mm 2 ] Or less, characterized in that the tip ridge portion is 140 [μm] 0.4 inside locations [N / mm 2] or more 0.8 [N / mm 2] or less on the center line is there.
The invention according to
According to a fourth aspect of the present invention, in the cleaning blade according to the first, second, or third aspect, the surface layer is made of an ultraviolet curable resin, and the layer thickness on the cut surface side of the surface layer is 1 [μm] or more and 50 [μm]. It is characterized by the following.
According to a fifth aspect of the present invention, in the cleaning blade according to the first, second, third, or fourth aspect, a rubber containing a urethane group is used as the elastic blade.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image carrier, a charging unit for charging the surface of the image carrier, a latent image forming unit for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier, and the image carrier. A developing means for developing an electrostatic latent image formed on the body surface to form a toner image, a transfer means for transferring the toner image on the surface of the image carrier to a transfer body, and abutting on the surface of the image carrier; An image forming apparatus comprising a cleaning unit having a cleaning blade for removing residual toner adhering to the surface of the image carrier, wherein the cleaning blade according to
The invention according to claim 7 integrally supports the image carrier and at least a cleaning means having a cleaning blade for removing residual toner adhering to the surface of the image carrier, and is attached to and detached from the image forming apparatus main body. In a free process cartridge, the cleaning blade according to
The invention according to claim 8 forms a toner image on the image carrier, transfers the toner image from the image carrier to the transfer body, and then removes residual toner on the image carrier by a cleaning blade. In the image forming method to be removed, as the cleaning blade, a strip-shaped elastic blade, a blade lower surface that is a surface facing the surface of a member to be cleaned, and an end surface of the elastic blade in the longitudinal direction of the elastic blade The tip of the elastic blade is measured by a Vickers indenter with a load of 1 [mN], which is composed of a surface layer that is harder than the elastic blade and covers the edge of the tip that is an angle between the tip and the tip. Martens hardness at a cross-section perpendicular to the elastic blade longitudinal ridge near, elastic blade longitudinally 50 [[mu] m] inside and bullets from the blades lower surface from the tip surface Body blade longitudinal direction 50 in the direction perpendicular to the [[mu] m] 1.0 inside locations [N / mm 2] or more 5.0 [N / mm 2] or less, the elastic blade longitudinal from the tip face 0.4 [N / mm 2 ] or more and 0.8 [N / mm 2 ] at a location 100 [μm] inside in the direction and 100 [μm] inside in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the elastic blade from the lower surface of the blade. The following cleaning blade is used.
According to a ninth aspect of the present invention, a toner image is formed on the image carrier, the toner image is transferred from the image carrier to the transfer body, and then the residual toner on the image carrier is removed by a cleaning blade. In the image forming method to be removed, as the cleaning blade, a strip-shaped elastic blade, a blade lower surface that is a surface facing the surface of a member to be cleaned, and an end surface of the elastic blade in the longitudinal direction of the elastic blade And a surface layer that is harder than the elastic blade and covers the tip ridge line portion that is an angle between the tip end surface and the angle of the tip ridge line portion is not less than 60 [°] and not more than 80 [°]. and, by Vickers indenter load 1 Martens hardness at the elastic blade section perpendicular to the longitudinal direction of the front edge portion near the elastic body blade when measured at [mN] is the angle of the tip ridge portion It is 1.0 [N / mm 2 ] or more and 5.0 [N / mm 2 ] or less at a position 70 [μm] inside the tip ridge line portion on the center line, and 140 [from the tip ridge line portion on the center line. μm], a cleaning blade having a density of 0.4 [N / mm 2 ] or more and 0.8 [N / mm 2 ] or less is used.
請求項1の発明においては、後述する検証実験で明らかにしたように、弾性体ブレードのマルテンス硬さが、先端面から弾性体ブレード長手方向に50[μm]内側且つブレード下面から弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に50[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、先端面から弾性体ブレード長手方向に100[μm]内側且つブレード下面から弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に100[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下であることで、表面層が摩耗し弾性体ブレードの先端稜線部が露出しても先端稜線部のめくれや摩耗を抑制することができ、長期にわたってクリーニング性を維持することができる。
請求項2の発明においては、後述する検証実験で明らかにしたように、先端稜線部の角度が60[°]以上80[°]以下であり、且つ、弾性体ブレードのマルテンス硬さが先端稜線部の角度の中心線上における先端稜線部から70[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、上記中心線上における先端稜線部から140[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下であることで、表面層が摩耗し弾性体ブレードの先端稜線部が露出しても先端稜線部のめくれや摩耗を抑制することができ、長期にわたってクリーニング性を維持することができる。
請求項8の発明においては、後述する検証実験で明らかにしたように、クリーニングブレードとして、短冊形状の弾性体ブレードと、弾性体ブレードの被清掃部材表面に対向する面であるブレード下面と弾性体ブレードの弾性体ブレード長手方向の端面である先端面との間の角である先端稜線部を覆う、弾性体ブレードよりも硬い表面層とで構成され、弾性体ブレードのマルテンス硬さが、先端面から弾性体ブレード長手方向に50[μm]内側且つブレード下面から弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に50[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、先端面から弾性体ブレード長手方向に100[μm]内側且つブレード下面から弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に100[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下であるクリーニングブレードを用いることで、表面層が摩耗し弾性体ブレードの先端稜線部が露出しても先端稜線部のめくれや摩耗を抑えられ長期にわたりクリーニング不良の発生を抑制することができる。
請求項9の発明においては、後述する検証実験で明らかにしたように、クリーニングブレードとして、短冊形状の弾性体ブレードと、弾性体ブレードの被清掃部材表面に対向する面であるブレード下面と弾性体ブレードの弾性体ブレード長手方向の端面である先端面との間の角である先端稜線部を覆う、弾性体ブレードよりも硬い表面層とで構成され、先端稜線部の角度が60[°]以上80[°]以下であり、且つ、弾性体ブレードのマルテンス硬さが先端稜線部の角度の中心線上における先端稜線部から70[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、上記中心線上における先端稜線部から140[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下であるクリーニングブレードを用いることで、表面層が摩耗し弾性体ブレードの先端稜線部が露出しても先端稜線部がめくれや摩耗を抑えられ長期にわたりクリーニング不良の発生を抑制することができる。
In the first aspect of the invention, as clarified in a verification experiment to be described later, the Martens hardness of the elastic blade is 50 [μm] inward in the longitudinal direction of the elastic blade from the tip surface and the elastic blade length from the lower surface of the blade. 1.0 [N / mm 2 ] or more and 5.0 [N / mm 2 ] or less at a location 50 [μm] in the direction orthogonal to the direction, and 100 [N / mm 2 ] from the tip surface to the elastic blade longitudinal direction. [mu] m] inside and 100 from the blade lower surface in a direction orthogonal to the elastic blade longitudinal [[mu] m] inside point 0.4 [N / mm 2] or more 0.8 [N / mm 2] that less is Thus, even if the surface layer is worn and the tip ridge portion of the elastic blade is exposed, the tip ridge portion can be prevented from being turned up or worn, and the cleaning property can be maintained over a long period of time.
In the invention of claim 2, as clarified in the verification experiment described later, the angle of the tip ridge line portion is 60 [°] or more and 80 [°] or less, and the Martens hardness of the elastic blade is the tip ridge line. It is 1.0 [N / mm 2 ] or more and 5.0 [N / mm 2 ] or less at a position 70 [μm] inside the tip ridge line portion on the center line of the angle of the portion, and from the tip ridge line portion on the center line Even if the surface layer is worn and the tip ridge portion of the elastic blade is exposed by being 0.4 [N / mm 2 ] or more and 0.8 [N / mm 2 ] or less at a location inside 140 [μm]. It is possible to suppress turning and wear of the tip ridge line portion, and it is possible to maintain the cleaning property for a long time.
In the invention of claim 8, as clarified in a verification experiment to be described later, as a cleaning blade, a strip-shaped elastic blade, a blade lower surface that is a surface of the elastic blade facing the member to be cleaned, and an elastic body The elastic body of the blade is composed of a surface layer that is harder than the elastic blade and covers the tip ridge line portion that is an angle between the end surface in the longitudinal direction of the blade and the Martens hardness of the elastic blade is the tip surface. From 1.0 [N / mm 2 ] to 5.0 [μm] at a location 50 [μm] inward in the longitudinal direction of the elastic blade and 50 [μm] in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the elastic blade from the lower surface of the blade. N / mm 2 ] or less, and 100 [μm] inside from the tip surface in the longitudinal direction of the elastic blade and 100 in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the elastic blade from the blade lower surface. [Μm] By using a cleaning blade that is 0.4 [N / mm 2 ] or more and 0.8 [N / mm 2 ] or less at the inner part, the surface layer is worn and the tip edge portion of the elastic blade is exposed. Even in this case, the turning and wear of the tip edge line portion can be suppressed, and the occurrence of defective cleaning can be suppressed over a long period of time.
In the invention of claim 9, as clarified in a verification experiment described later, as a cleaning blade, a strip-shaped elastic blade, a blade lower surface that is a surface facing the surface of a member to be cleaned, and an elastic body The elastic body of the blade is composed of a surface layer that is harder than the elastic blade and covers the front edge line that is an angle between the front end face that is the end face in the longitudinal direction of the blade, and the angle of the front edge line is 60 [°] or more. 80 [°] or less, and the Martens hardness of the elastic blade is 1.0 [N / mm 2 ] or more at a location 70 [μm] inside the tip ridge line portion on the center line of the angle of the tip ridge line portion. 0.0 [N / mm 2 ] or less, and 0.4 [N / mm 2 ] or more and 0.8 [N / mm 2 ] or less at a position 140 [μm] inside the tip ridge line portion on the center line. Cleaning probe By using the lade, even if the surface layer is worn and the tip ridge line portion of the elastic blade is exposed, the tip ridge line portion can be prevented from turning and wearing, and the occurrence of defective cleaning can be suppressed over a long period of time.
以上、請求項1乃至請求項9の発明によれば、先端稜線部のめくれや摩耗を抑制し、長期にわたってクリーニング性を維持することができるという優れた効果がある。 As described above, according to the first to ninth aspects of the present invention, there is an excellent effect that the turning and wear of the tip ridge line portion can be suppressed and the cleaning property can be maintained over a long period of time.
[実施形態1]
以下、本発明を画像形成装置である電子写真プリンタ(以下、単にプリンタという)に適用した第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。プリンタは、単一色の複写を行うものであり、図示しない画像読み取り部で読み取った画像データに基づいてモノクロ画像形成を行う。
[Embodiment 1]
A first embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as a printer) that is an image forming apparatus will be described below.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of the printer according to the present embodiment. The printer performs single-color copying, and forms a monochrome image based on image data read by an image reading unit (not shown).
図1に示すように、プリンタは、像担持体としてのドラム状の感光体3を備えている。感光体3はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。
As shown in FIG. 1, the printer includes a drum-shaped
感光体3の周囲には帯電手段としての帯電装置4、潜像をトナー像化する現像手段である現像装置5、トナー像を記録媒体としての転写紙に転写する転写手段としての転写装置7、転写紙を感光体3から分離するための分離爪8、転写後の感光体3上に残留するトナーの帯電極性を揃えるためのクリーニング前チャージャ9、転写後の感光体3上に残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置6、潤滑剤塗布装置10、感光体3を除電する除電ランプ11等が配置されている。
Around the
帯電装置4は、感光体3に所定の距離を持って非接触で配置され、感光体3を所定の極性、所定の電位に帯電するものである。帯電装置4によって一様帯電された感光体3は、図示しない潜像形成手段たる露光装置から画像データに基づいて光Lが照射され静電潜像が形成される。
The charging
現像装置5は、現像剤担持体としての現像ローラ51を有している。この現像ローラ51には、図示しない電源から現像バイアスが印加されるようになっている。現像装置5のケーシング内には、ケーシング内に収容された現像剤を互いに逆方向に搬送しながら攪拌する供給スクリュ52及び攪拌スクリュ53が設けられている。また、現像ローラ51に担持された現像剤を規制するためのドクタ54も設けられている。供給スクリュ52及び攪拌スクリュ53の2本スクリュによって撹拌・搬送された現像剤中のトナーは、所定の極性に帯電される。そして、現像剤は、現像ローラ51に汲み上げられ、汲み上げられた現像剤は、ドクタ54により規制され、感光体3と対向する現像領域でトナーが感光体3上の潜像に付着する。
The developing device 5 has a developing
転写装置7は、転写前チャージャ71、転写チャージャ72、分離チャージャ73を備えている。転写前チャージャ71で負のコロナ放電を行って、トナーの極性を揃えた後、転写チャージャ72によるコロナ放電下で転写紙にトナー像を転写する。この転写紙を分離チャージャ73のコロナ放電と分離爪8とによって感光体3表面から分離する。
The transfer device 7 includes a pre-transfer charger 71, a transfer charger 72, and a separation charger 73. Negative corona discharge is performed by the pre-transfer charger 71 to align the polarity of the toner, and then the toner image is transferred onto the transfer paper under corona discharge by the transfer charger 72. The transfer paper is separated from the surface of the
クリーニング装置6は、ファーブラシ101、クリーニングブレード62などを有している。クリーニングブレード62は、感光体3の表面移動方向に対してカウンタ方向で感光体3に当接している。
ファーブラシ101は、感光体3上の転写残トナーを掻き乱すとともに、ブラシに付着させて感光体上の転写残トナーの一部を除去する。ファーブラシ101上に付着したトナーは図示しないフリッカーによりフリッキングされ、はじき飛ばされたトナーが同じく図示しない搬送スクリュでクリーニング装置6外に搬送される。また、これに限らず、ファーブラシ101に、クリーニング前チャージャ9の極性と逆極性のバイアスを印加して、感光体上の転写残トナーを静電的に除去するようにしてもよい。また、ファーブラシ101に付着した転写残トナーを電気的に除去してもよい。
The cleaning device 6 includes a
The
また、クリーニングブレード62は、ファーブラシ101により掻き乱されて除去しやすくなった感光体上の転写残トナーを除去する。なお、クリーニングブレード62の詳細については後述する。
In addition, the
潤滑剤塗布装置10は、固形潤滑剤103、潤滑剤加圧スプリング104などを備え、固形潤滑剤103を感光体3上に塗布する塗布ブラシとしてクリーニング装置6のファーブラシ101を兼用して用いている。固形潤滑剤103は、図示しないブラケットに保持され、潤滑剤加圧スプリング104によりファーブラシ101側に加圧されている。そして、感光体3の回転方向に対して連れまわり方向に回転するファーブラシ101により固形潤滑剤103が削られて感光体3上に潤滑剤が塗布される。
The
転写前チャージャ71、分離爪8、クリーニング前チャージャ9は、必要に応じて配置されるものである。 The pre-transfer charger 71, the separation claw 8, and the pre-cleaning charger 9 are arranged as necessary.
帯電装置4、転写前チャージャ71、転写チャージャ72、分離チャージャ73、クリーニング前チャージャ9には、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器(ソリッド・ステート・チャージャー)を始めとする公知の手段が用いられる。
これらの帯電方式のうち、特に接触帯電方式、あるいは非接触の近接配置方式がより望ましく、帯電効率が高くオゾン発生量が少ない、装置の小型化が可能である等のメリットを有する。
As the
Among these charging methods, the contact charging method or the non-contact proximity arrangement method is more desirable, and has advantages such as high charging efficiency, a small amount of ozone generation, and miniaturization of the apparatus.
また、図示しない露光装置、除電ランプ11等の光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの発光物全般を用いることができる。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
Light sources such as a fluorescent lamp, a tungsten lamp, a halogen lamp, a mercury lamp, a sodium lamp, a light emitting diode (LED), a semiconductor laser (LD), an electroluminescence (EL), etc. All things can be used.
In addition, various types of filters such as a sharp cut filter, a band pass filter, a near infrared cut filter, a dichroic filter, an interference filter, and a color temperature conversion filter can be used to irradiate only light in a desired wavelength range.
これらの光源のうち、発光ダイオード、及び半導体レーザーは照射エネルギーが高く、また600〜800[nm]の長波長光を有するため、良好に使用される。 Among these light sources, a light emitting diode and a semiconductor laser have high irradiation energy and have a long wavelength light of 600 to 800 [nm], so that they are used favorably.
次に、プリンタにおける画像形成動作を説明する。
図示しない操作部などからプリント実行の信号を受信したら、帯電装置4、現像ローラ51、転写前チャージャ71、転写チャージャ72、分離チャージャ73、クリーニング前チャージャ9にそれぞれ所定の電圧または電流が順次所定のタイミングで印加される。同様に、露光装置及び除電ランプ11などにもそれぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。また、これと同期して、駆動手段としての感光体駆動モータ(不図示)により感光体3が図中矢印方向に回転駆動される。
Next, an image forming operation in the printer will be described.
When a print execution signal is received from an operation unit (not shown), a predetermined voltage or current is sequentially applied to the
感光体3が図中矢印方向に回転すると、まず感光体表面が、帯電装置4によって所定の電位に帯電される。そして、図示しない露光装置から画像信号に対応した光Lが感光体3上に照射され、光Lが照射された部分の感光体3上が除電され静電潜像が形成される。
When the
静電潜像の形成された感光体3は、現像装置5との対向部で現像ローラ51上に形成された現像剤の磁気ブラシで感光体3表面を摺擦される。このとき、現像ローラ51上の負帯電トナーは、現像ローラ51に印加された所定の現像バイアスによって、静電潜像側に移動し、トナー像化(現像)される。このように、本実施形態では、感光体3上に形成された静電潜像は、現像装置5によって、負極性に帯電されたトナーにより反転現像される。本実施形態では、N/P(ネガポジ:電位が低い所にトナーが付着する)の非接触帯電ローラ方式を用いた例について説明したが、これに限るものではない。
The
感光体3上に形成されたトナー像は、図示しない給紙部から上レジストローラ12と下レジストローラ13との対向部を経て、感光体3と転写チャージャとの間に形成される転写領域に給紙される転写紙に転写される。このとき、転写紙は上レジストローラ12と下レジストローラ13との対向部で画像先端と同期を取り供給される。また、転写紙への転写時には、所定の転写バイアスが印加される。トナー像が転写された転写紙は、分離爪8と分離チャージャ73によって感光体3から分離され、図示しない定着手段としての定着装置へ搬送される。そして、定着装置を通過する事により、熱と圧力の作用でトナー像が転写紙上に定着されて、転写紙は機外に排出される。
The toner image formed on the
一方、転写後の感光体3の表面は、クリーニング装置6で転写後の残留トナーが除去され、潤滑剤塗布装置10によって潤滑剤が塗布された後、除電ランプ11で除電される。
On the other hand, the surface of the
また、本プリンタにおいては、感光体3と、プロセス手段として帯電装置4、現像装置5、クリーニング装置6、潤滑剤塗布装置10などが枠体2に収められており、プロセスカートリッジ1として装置本体から一体的に着脱可能となっている。なお、本実施形態では、プロセスカートリッジ1としての感光体3とプロセス手段とを一体的に交換するようになっているが、感光体3、帯電装置4、現像装置5、クリーニング装置6、潤滑剤塗布装置10のような単位で新しいものと交換するような構成でもよい。
Further, in this printer, the
次に、本プリンタに好適なトナーについて説明する。
本プリンタに用いるトナーとしては、画質向上のために、高円形化、小粒径化がし易い懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法により製造された重合トナーを用いるのが好ましい。特に、円形度が0.97以上、体積平均粒径5.5[μm]以下の重合トナーを用いるのが好ましい。平均円形度が0.97以上、体積平均粒径5.5[μm]のものを用いることにより、より高解像度の画像を形成することができる。
Next, a toner suitable for the printer will be described.
As the toner used in the printer, it is preferable to use a polymerized toner produced by a suspension polymerization method, an emulsion polymerization method, or a dispersion polymerization method, which can easily increase the circularity and reduce the particle size in order to improve the image quality. In particular, it is preferable to use a polymerized toner having a circularity of 0.97 or more and a volume average particle size of 5.5 [μm] or less. By using a material having an average circularity of 0.97 or more and a volume average particle size of 5.5 [μm], a higher resolution image can be formed.
ここでいう「円形度」は、フロー式粒子像分析装置FPIA−2000(東亜医用電子株式会社製、商品名)により計測した平均円形度である。具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150[ml]中に、分散剤として界面活性剤好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.1〜0.5[ml]加え、更に測定試料(トナー)を0.1〜0.5[g]程度加える。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約1〜3分間分散処理し、分散液濃度が3000〜1[万個/μl]となるようにしたものを上述の分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定する。そして、この測定結果に基づき、図2(a)に示す実際のトナー投影形状の外周長をC1、その投影面積をSとし、この投影面積Sと同じ図2(b)に示す真円の外周長をC2としたときのC2/C1を求め、その平均値を円形度とした。 The “circularity” here is an average circularity measured by a flow type particle image analyzer FPIA-2000 (trade name, manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.). Specifically, in 100 to 150 [ml] of water from which impure solids have been removed in advance in a container, 0.1 to 0.5 [ml] of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant, Further, about 0.1 to 0.5 [g] of a measurement sample (toner) is added. Thereafter, the suspension in which the toner is dispersed is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes so that the concentration of the dispersion becomes 3000 to 1 [10,000 / μl]. To measure the shape and distribution of the toner. Based on the measurement result, the outer peripheral length of the actual toner projection shape shown in FIG. 2A is C1, and the projection area is S. The outer circumference of the perfect circle shown in FIG. C2 / C1 was determined when the length was C2, and the average value was defined as the circularity.
体積平均粒径については、コールターカウンター法によって求めることが可能である。具体的には、コールターマルチサイザー2e型(コールター社製)によって測定したトナーの個数分布や体積分布のデータを、インターフェイス(日科機社製)を介してパーソナルコンピューターに送って解析するのである。より詳しくは、1級塩化ナトリウムを用いた1%NaCl水溶液を電解液として用意する。そして、この電解水溶液100〜150[ml]中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.1〜5[ml]加える。更に、これに被検試料としてのトナーを2〜20[mg]加え、超音波分散器で約1〜3分間分散処理する。そして、別のビーカーに電解水溶液100〜200[ml]を入れ、その中に分散処理後の溶液を所定濃度になるように加えて、上記コールターマルチサイザー2e型にかける。アパーチャーとしては、100[μm]のものを用い、50,000個のトナー粒子の粒径を測定する。チャンネルとしては、2.00〜2.52[μm]未満;2.52〜3.17[μm]未満;3.17〜4.00[μm]未満;4.00〜5.04[μm]未満;5.04〜6.35[μm]未満;6.35〜8.00[μm]未満;8.00〜10.08[μm]未満;10.08〜12.70[μm]未満;12.70〜16.00[μm]未満;16.00〜20.20[μm]未満;20.20〜25.40[μm]未満;25.40〜32.00[μm]未満;32.00〜40.30[μm]未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00[μm]以上32.0[μm]以下のトナー粒子を対象とする。そして、「体積平均粒径=ΣXfV/ΣfV」という関係式に基づいて、体積平均粒径を算出する。但し、Xは各チャンネルにおける代表径、Vは各チャンネルの代表径における相当体積、fは各チャンネルにおける粒子個数である。 The volume average particle diameter can be determined by a Coulter counter method. Specifically, the toner number distribution and volume distribution data measured by the Coulter Multisizer 2e type (manufactured by Coulter) are sent to a personal computer via an interface (manufactured by Nikkaki Co., Ltd.) for analysis. More specifically, a 1% NaCl aqueous solution using first grade sodium chloride is prepared as an electrolytic solution. Then, 0.1 to 5 [ml] of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 to 150 [ml] of the electrolytic aqueous solution. Further, 2 to 20 [mg] of toner as a test sample is added thereto, and the dispersion treatment is performed for about 1 to 3 minutes using an ultrasonic disperser. Then, 100 to 200 [ml] of the electrolytic aqueous solution is put into another beaker, and the solution after the dispersion treatment is added to the beaker so as to have a predetermined concentration, and then applied to the Coulter Multisizer 2e type. The aperture is 100 [μm], and the particle size of 50,000 toner particles is measured. As a channel, it is less than 2.00-2.52 [micrometer]; 2.52-less than 3.17 [micrometer]; 3.17-less than 4.00 [micrometer]; 4.00-5.04 [micrometer] Less than 5.04 to 6.35 [μm]; 6.35 to less than 8.00 [μm]; 8.00 to less than 10.08 [μm]; 10.08 to less than 12.70 [μm]; 12.70 to less than 16.00 [μm]; 16.00 to less than 20.20 [μm]; 20.20 to less than 25.40 [μm]; 25.40 to less than 32.00 [μm]; Using 13 channels of 00 to less than 40.30 [μm], toner particles with a particle size of 2.00 [μm] or more and 32.0 [μm] or less are targeted. Then, the volume average particle diameter is calculated based on the relational expression “volume average particle diameter = ΣXfV / ΣfV”. However, X is the representative diameter in each channel, V is the equivalent volume in the representative diameter of each channel, and f is the number of particles in each channel.
このような重合トナーにおいては、上述したように、粉砕トナーを感光体3表面から除去するときと同じようにしてクリーニングブレード62で除去しようとしても、その重合トナーを感光体3表面から十分に除去しきれず、クリーニング不良が発生する。そこで、クリーニングブレード62の感光体3への当接圧を高めて、クリーニング性をアップしようとすると、クリーニングブレード62が早期に摩耗してしまうという問題があった。また、クリーニングブレード62と感光体3との摩擦力が高まって、クリーニングブレード62の感光体3と当接している先端稜線部が感光体3の移動方向に引っ張られて、先端稜線部がめくれてしまう。クリーニングブレード62の先端稜線部がめくれると、異音や振動、先端稜線部の欠落などの様々な問題が生じてしまう。
In such a polymerized toner, as described above, if the pulverized toner is removed by the
そこで、本実施形態においては、クリーニングブレード62の先端稜線部に、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも1種を含浸させる低摩擦処理を行い、また、先端稜線部を覆うように、クリーニングブレード62よりも硬度の高い表面層を設けている。
Therefore, in the present embodiment, the tip ridge portion of the
図3は、クリーニングブレード62の斜視図であり、図4は、クリーニングブレード62の拡大構成図である。
FIG. 3 is a perspective view of the
クリーニングブレード62は、金属や硬質プラスチックなどの剛性材料からなる短冊形状のホルダー621と、短冊形状の弾性体ブレード622とで構成されており、弾性体ブレード622は先端稜線部に含浸低摩擦処理がなされ、クリーニングブレード62の先端面62a全体およびブレード下面62bの先端稜線部62c近傍に先端稜線部62cを覆うように表面層623が形成されている。
The
弾性体ブレード622は、ホルダー621の一端側に接着剤などにより固定されており、ホルダー621の他端側は、クリーニング装置6のケースに方持ち支持されている。
The
弾性体ブレードと622としては、感光体3の偏心や感光体表面の微小なうねりなどに追随できるように、高反発性の弾性体が好ましく、ウレタン基を含むゴムであるウレタンゴムなどが好適である。特に、25℃における硬度が70〜75度(JIS A)、反発弾性率が30〜68[%]のウレタンゴムが好ましい。ウレタンゴムの硬度が75度を超えると、柔軟性に乏しくなり、例えば、ホルダー621が微小に傾いて取り付けるなどしたときに、クリーニングブレード62の軸方向一端側と他端側とで当接圧が異なる所謂偏当りしやすくなり、軸方向で均一な当接圧が得にくくなる。その結果、クリーニング性が低下するおそれがある。一方、硬度が70度未満の場合は、重合トナーでもクリーニングできるよう当接圧を高く設定したときに、クリーニングブレード62が反ってしまって、クリーニングブレード62の先端稜線部62cが浮きあがって、クリーニングブレード62のブレード下面62bが感光体3と当接する所謂腹当たり現象が生じてしまう。腹当たり現象が生じると、クリーニングブレード62と感光体表面との当接面積が急激に増大するため、クリーニングブレード62を大きな力で押しつけても逆に当接圧は小さくなり、クリーニング性が低下してしまう。
As the elastic body blade and 622, a highly repulsive elastic body is preferable so that it can follow the eccentricity of the
また、反発弾性率が68[%]を超えるようなウレタンゴムはほとんど存在しないのが実情であり、汎用品でないので、コスト高につながるおそれがある。また、反発弾性率が68[%]を超えると、クリーニングブレード62にめくれが発生したときに、高音のブレード鳴きという異音が発生しやすくなる。一方、反発弾性率が30[%]未満であると、感光体3の偏心や感光体表面の微小なうねりなどに対する追随性が悪くなり、クリーニング性が低下するおそれがある。
Moreover, the fact is that there is almost no urethane rubber having a rebound resilience exceeding 68 [%], and since it is not a general-purpose product, there is a risk that the cost will increase. On the other hand, when the resilience elastic modulus exceeds 68 [%], an abnormal noise such as a high-pitched blade is likely to occur when the
このように、ウレタンゴムとして、25[℃]における硬度が70〜75度(JIS A)、反発弾性率が30〜68[%]のウレタンゴムを用いることによって、良好なクリーニング性を得ることができる。 Thus, good cleaning properties can be obtained by using urethane rubber having a hardness of 70 to 75 degrees (JIS A) at 25 [° C.] and a rebound resilience of 30 to 68 [%] as urethane rubber. it can.
ここで、弾性体ブレード622における先端稜線部62cの弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、図5に示すような先端面62aから弾性体ブレード長手方向に50[μm]内側且つブレード下面62bから弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に50[μm]内側の箇所で1.0〜5.0[N/mm2]であり、先端面62aから弾性体ブレード長手方向に100[μm]内側且つブレード下面62bから弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に100[μm]内側の箇所で0.4〜0.8[N/mm2]であるようにすることで、後述する検証実験で明らかにしたように、弾性体ブレード622の先端稜線部62cのめくれや摩耗などが抑えられると共に、ビビリなどの異音の発生がなくクリーニング性を良好に維持できる。これは、弾性体ブレード622の先端内部(先端稜線部近傍)の硬さを上記範囲のマルテンス硬さに制御することで、弾性体ブレード622の先端稜線部近傍に適度な運動性が保持され、先端稜線部62cのめくれや摩耗及び異音発生をバランスよく回避できるものと考えられる。さらにこの硬さは弾性体ブレード622の先端内部(先端稜線部近傍)の局所的な状態が好適で、特に先端面62aから100[μm]かつブレード下面62bから100[μm]の内部の箇所ではウレタンゴム自体の硬さである状態が良い。
Here, the Martens hardness in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the elastic blade of the
なお、この硬さは含浸作用によるウレタンゴムそのものの改質で変化し、さらに表面層の形成によっても影響を受けるので、各々の効果を調整することが必要である。 This hardness changes due to the modification of the urethane rubber itself by the impregnation action, and is also affected by the formation of the surface layer. Therefore, it is necessary to adjust each effect.
弾性体ブレード622の先端稜線部への含浸処理は、スプレー塗工、ディップ塗工などによって、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも1種を含浸させることで可能である。これは結果として硬さ変化と低摩擦化の2つの改質効果を生じ、摩擦係数は0.5以下にするのが良い。これにより、経時摩耗によって露出した弾性体ブレード622の先端稜線部と感光体3との摩擦力を弱めることができ、露出した部分が、感光体表面移動方向に変形するのを抑制することもできる。
The impregnation treatment of the tip ridge line portion of the
表面層623は、スプレー塗工、ディップ塗工によってクリーニングブレード62の先端稜線部62cを被覆する。表面層623としては、弾性体ブレード622よりも硬度の高い部材を被覆するのが好ましい。弾性体ブレード622よりも硬度が高い部材とすることで、弾性体ブレード622よりも感光体3によって削られにくくなり、弾性体ブレード622を感光体表面に当接させるものに比べて、クリーニングブレード62の耐摩耗性を向上させることができる。また、表面層623は、硬度が硬く剛直なため、変形し難く、クリーニングブレード62の先端稜線部62cのめくれを抑制することができる。
The
また、表面層623の材質としては、樹脂が好ましく、紫外線硬化樹脂がより好ましい。紫外線硬化樹脂を用いることで、クリーニングブレード62の先端稜線部62cに付着した樹脂に紫外線を照射させるだけで、所望の硬度を有する表面層623を得ることができ、クリーニングブレード62を安価に製造することができる。
The material of the
上記紫外線硬化樹脂としては、一官能基あたり分子量300〜1500のモノマーを用いることが好ましい。上記分子量が1500を越えると、表面層623は脆弱になり過ぎ、クリーニングブレード62の先端稜線部62cがめくれて図11(b)のような先端面摩耗を生じてしまい、長期に渡るクリーニング性を保持できなくなる。逆に分子量300を下回ると、表面層623が剛直となり過ぎてしまう。表面層623が剛直となりすぎると、表面層623の耐摩耗性能の低下や、ビビリ音が発生しやすくなってしまう。
As the ultraviolet curable resin, it is preferable to use a monomer having a molecular weight of 300 to 1500 per functional group. When the molecular weight exceeds 1500, the
また、感光体3と当接する可能性のある先端稜線部62cから50[μm]離れた位置まで、先端面62aとブレード下面62bとに表面層を形成するのが好ましい。これにより、先端稜線部62cの表面が削れ、弾性体ブレード622と感光体3とが直接接触し、先端稜線部62cがめくれて先端面62aの先端稜線部62cから数[μm]離れた場所が感光体3と当接しても、そこにも表面層623が形成してあるので、先端面62aの局所的な摩耗が抑制される。よって、先端面62aの局所的な摩耗によってクリーニングブレード62の先端稜線部62cの欠落を抑制することができる。また、感光体3の取り付け誤差やクリーニングブレードの取り付け誤差などによって、クリーニングブレード62の当接圧が必要以上に高くなり、クリーニングブレード62が必要以上に撓んで、ブレード下面62bの先端稜線部62cから数[μm]離れた箇所が感光体3に接触しても、そこにも、表面層623が形成してあるので、ブレード下面62bの局所的な摩耗を抑制することができる。
In addition, it is preferable to form a surface layer on the
また、表面層623の層厚は、1〜50[μm]が好ましい。層厚が、1[μm]以下だと、表面層の剛性が弱くなり、クリーニングブレード62の先端稜線部62cがめくれやすくなってしまう。また、層厚が50[μm]を超えると、トナーのすり抜けが増大してクリーニング不良が発生しやすくなる。これは、スプレー塗工やディップ塗工のように、液体の材料を付着させて表面層623を形成しているため、先端稜線部62cは表面張力の関係で、被膜が形成されにくい。このため、先端稜線部62cから離れるにつれて表面層623の層厚は、増加する。層厚が50[μm]を超えると、先端稜線部62cの層厚と先端稜線部62cから離れた位置における層厚との差が大きくなり、クリーニングブレード62の先端稜線部62cの角度が鈍角となってしまう。先端稜線部62cの角度が鈍角となると、先端稜線部62cを直角とした場合に比べて、先端面62aと感光体3とがなす当接部の上流側の空隙X(図4参照)が狭くなる。そのため、長期に渡るクリーニング動作によって空隙にトナーが堆積したとき、塞き止められた空隙X内のトナーに逃げ場がないので、空隙X内のトナーが徐々に感光体3の下流側に押し出され、クリーニング不良が発生する。
The layer thickness of the
次に、本出願人らが行った検証実験について説明する。
弾性体ブレード622の材質、含浸処理方法、表面層623の材質をそれぞれ変化させて、耐久試験を行った。
Next, a verification experiment conducted by the applicants will be described.
Durability tests were performed by changing the material of the
[弾性体ブレード]
弾性体ブレード622としては、25[℃]における物性が以下の物性となっている5つのウレタンゴムを用意した。
ウレタンゴム1:硬度70度、反発弾性50[%](東洋ゴム工業製)
ウレタンゴム2:硬度72度、反発弾性31[%](東洋ゴム工業製)
ウレタンゴム3:硬度71度、反発弾性18[%](東洋ゴム工業製)
ウレタンゴム4:硬度77度、反発弾性27[%](シンジーテック製)
ウレタンゴム5:硬度70度、反発弾性68[%](シンジーテック製)
[Elastic blade]
As the
Urethane rubber 1: Hardness 70 degrees, rebound resilience 50 [%] (Toyo Tire & Rubber)
Urethane rubber 2: hardness 72 degrees, rebound resilience 31 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber)
Urethane rubber 3: Hardness 71 degrees, rebound resilience 18 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber)
Urethane rubber 4: Hardness 77 degrees, rebound resilience 27 [%] (manufactured by Syndtech)
Urethane rubber 5: hardness 70 degrees, rebound resilience 68 [%] (manufactured by Syndtech)
ウレタンゴムの硬度は、島津製作所製デュロメーターを用い、JIS K6253に準じて測定した。試料は厚さ6[mm]以上となるように約2[mm]のシートを重ね合わせたものとした。 The hardness of urethane rubber was measured according to JIS K6253 using a durometer manufactured by Shimadzu Corporation. The sample was a stack of approximately 2 [mm] sheets so that the thickness was 6 [mm] or more.
ウレタンゴムの反発弾性は、東洋精機製作所製No.221レジリエンステスタを用い、JIS K6255に準じて測定した。試料は厚さ4[mm]以上となるように約2[mm]のシートを重ね合わせたものとした。 The resilience of urethane rubber is No. manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. The measurement was performed according to JIS K6255 using a 221 regilynester. The sample was a stack of about 2 [mm] sheets so that the thickness was 4 [mm] or more.
[含浸剤]
含浸剤としては、以下のものを用いた。
(含浸剤1)
イソシアネート化合物:日本ポリウレタン MR−100 10部
2−ブタノン 90部
[Impregnating agent]
As the impregnating agent, the following were used.
(Impregnating agent 1)
Isocyanate compound: Nippon Polyurethane MR-100 10 parts 2-butanone 90 parts
(含浸剤2)
イソシアネート化合物:日本ポリウレタン MR−100 10部
シリコーン樹脂:日油 モディパーFS−700 2部
2−ブタノン 88部
(Impregnating agent 2)
Isocyanate compound: Nippon Polyurethane MR-100 10 parts Silicone resin: NOF Modiper FS-700 2 parts 2-butanone 88 parts
(含浸剤3)
イソシアネート化合物:関東化学 MDI 5部
2−ブタノン 95部
(Impregnating agent 3)
Isocyanate compound: Kanto Chemical MDI 5 parts 2-butanone 95 parts
(含浸剤4)
イソシアネート化合物:関東化学 MDI 5部
シリコーン樹脂:日油 モディパーFS−700 2部
2−ブタノン 93部
(Impregnating agent 4)
Isocyanate compound: Kanto Kagaku MDI 5 parts Silicone resin: NOF Modiper FS-700 2 parts 2-butanone 93 parts
[表面層]
表面層としては、以下のものを用いた。
[Surface layer]
The following were used as the surface layer.
(表面層1)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−904 0.5部
ウレタンアクリレートオリゴマー2:根上工業 UN−2700 19.5部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 79部
塗膜硬度:鉛筆硬度2H
摩擦係数:0.6
(Surface layer 1)
Urethane acrylate oligomer 1: Negami Kogyo UN-904 0.5 part Urethane acrylate oligomer 2: Negami Kogyo UN-2700 19.5 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 79 parts Coating film Hardness: Pencil hardness 2H
Friction coefficient: 0.6
(表面層2)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−904 5部
ウレタンアクリレートオリゴマー2:根上工業 UN−2700 15部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 79部
塗膜硬度:鉛筆硬度3H
摩擦係数:0.5
(Surface layer 2)
Urethane acrylate oligomer 1: Negami Kogyo UN-904 5 parts Urethane acrylate oligomer 2: Negami Kogyo UN-2700 15 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 79 parts Coating film hardness: Pencil hardness 3H
Friction coefficient: 0.5
(表面層3)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−904 0.5部
ウレタンアクリレートオリゴマー2:根上工業 UN−2700 19.5部
低摩擦係数添加剤:チッソ石油化学 共重合体A1 5部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 74部
塗膜硬度:鉛筆硬度H
摩擦係数:0.1
(Surface layer 3)
Urethane acrylate oligomer 1: Negami Kogyo UN-904 0.5 part Urethane acrylate oligomer 2: Negami Kogyo UN-2700 19.5 parts Low friction coefficient additive: Chisso Petrochemical Copolymer A1 5 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 74 parts of 2-butanone Coating film hardness: Pencil hardness H
Friction coefficient: 0.1
(表面層4)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−3320HA 5部
ウレタンアクリレートオリゴマー2:根上工業 UN−2700 15部
低摩擦係数添加剤:チッソ石油化学 共重合体A1 2部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 77部
塗膜硬度:鉛筆硬度2H
摩擦係数:0.15
(Surface layer 4)
Urethane acrylate oligomer 1: Negami Kogyo UN-3320HA 5 parts Urethane acrylate oligomer 2: Negami Kogyo UN-2700 15 parts Low friction coefficient additive: Chisso Petrochemical Copolymer A1 2 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 77 parts Coating film hardness: pencil hardness 2H
Friction coefficient: 0.15
(表面層5)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−904 20部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 79部
塗膜硬度:鉛筆硬度9H
摩擦係数:0.45
(Surface layer 5)
Urethane acrylate oligomer 1: Negami Kogyo UN-904 20 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 79 parts Coating film hardness: pencil hardness 9H
Friction coefficient: 0.45
なお、表面層の低摩擦化係数添加剤として添加する共重合体A1とは、下記の化1に示す化合物(a−1)及び下記の化1に示す化合物(a−2)が共重合してなり、かつ側鎖にアクリロイル基(下記の化1に示すa−3)を有する共重合体である。 The copolymer A1 added as the additive for reducing the friction coefficient of the surface layer is obtained by copolymerizing the compound (a-1) shown in the following chemical formula 1 and the compound (a-2) shown in the chemical formula 1 below. And a copolymer having an acryloyl group (a-3 shown in Chemical Formula 1 below) in the side chain.
GPC(ゲルパ−ミエーションクロマトグラフィー法)分析より求めた共重合体(A1)の重量平均分子量は37,000(ポリスチレン換算)、分子量分布指数(Mw/Mn)は1.9であった。また、1H−NMR測定により求めた共重合体(A1)中の化合物(a−1)、化合物(a−2)の含有量比(重量比)は、化合物(a−1):化合物(a−2)=1:1.73であった。 The copolymer (A1) obtained by GPC (gel permeation chromatography) analysis had a weight average molecular weight of 37,000 (polystyrene conversion) and a molecular weight distribution index (Mw / Mn) of 1.9. Further, the content ratio (weight ratio) of the compound (a-1) and the compound (a-2) in the copolymer (A1) determined by 1H-NMR measurement is as follows: Compound (a-1): Compound (a -2) = 1: 1.73.
表面層の鉛筆硬度は、コーテック株式会社製鉛筆引っかき試験機KTVF−2380を用い、JIS K5600−5−4に準じて測定した。試料は、50[mm]×50[mm]のガラス板上に表面層の材料を約10[μm]スプレー塗工したものとした。
表面層の摩擦係数は、新東科学製トライボギアミューズ94iを用い、最大静止摩擦係数を測定した。試料は、50[mm]×50[mm]のガラス板上にコーティング材料を約10[μm]スプレー塗工したものとした。
The pencil hardness of the surface layer was measured according to JIS K5600-5-4 using a pencil scratch tester KTVF-2380 manufactured by Cortec Corporation. The sample was obtained by spraying the surface layer material about 10 [μm] on a 50 [mm] × 50 [mm] glass plate.
As the friction coefficient of the surface layer, the maximum static friction coefficient was measured using a tribogear muse 94i manufactured by Shinto Kagaku. The sample was obtained by spraying the coating material on a glass plate of 50 [mm] × 50 [mm] by about 10 [μm].
また、弾性体ブレード622の先端稜線部近傍の弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さは、日進EM製SEM試料作製用トリミングカミソリにより断面を切断したものを試料とし、図5に示したように、先端面62aから弾性体ブレード長手方向に50[μm]内側且つブレード下面62bから弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に50[μm]内側の箇所と、先端面62aから弾性体ブレード長手方向に100[μm]内側且つブレード下面62bから弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に100[μm]内側の箇所との2箇所について、フィッシャー・インストルメンツ製フィッシャースコープHM2000を用い、ビッカース圧子を1mNにて加重30秒、抜重30秒として測定した。
なお、弾性体ブレードとして用いる上記ウレタンゴム1〜5の含浸処理が施される前(含浸処理が行われていない箇所)のマルテンス硬さは、0.4〜0.8[N/mm2]であった。
Further, the Martens hardness in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the elastic blade near the tip ridge line portion of the
In addition, the Martens hardness before the impregnation process of the urethane rubbers 1 to 5 used as the elastic body blade (the place where the impregnation process is not performed) is 0.4 to 0.8 [N / mm 2 ]. Met.
次に、検証実験を行った画像形成装置の構成について説明する。
上記ウレタンゴム1〜5のいずれかを用いて厚さ2[mm]の短冊形状の弾性体ブレードを作成し、この弾性体ブレードを含浸剤1〜4のいずれかに所定時間浸漬したのち、3分間風乾し、さらにスプレー塗工を行って上記表面層1〜表面層4いずれかの表面層を形成する。具体的には、適宜含浸処理を行った各々のウレタンゴムからなる弾性体ブレードに対し、必要に応じブレード下面及び先端面の2方向から10[mm/s]のスプレーガン移動速度にて所定の層厚になるように重ね塗りを行い、3分間指触乾燥後紫外線露光(140[W/cm]×5[m/min]×5パス)を行った。ただし、ブレード下面はマスキングテープにより先端3[mm]幅に表面層が形成されるように規制した。
Next, the configuration of the image forming apparatus for which the verification experiment has been performed will be described.
A rectangular elastic blade having a thickness of 2 [mm] is prepared using any one of the urethane rubbers 1 to 5, and the elastic blade is immersed in any of the impregnating agents 1 to 4 for a predetermined time. Air-dry for a minute and then spray coating to form any one of the surface layers 1 to 4. Specifically, for each elastic blade made of urethane rubber that has been appropriately impregnated, if necessary, at a spray gun moving speed of 10 [mm / s] from two directions of the blade lower surface and the tip surface. Overcoat was applied so as to have a layer thickness, and after touch-drying for 3 minutes, ultraviolet exposure (140 [W / cm] × 5 [m / min] × 5 passes) was performed. However, the lower surface of the blade was regulated so as to form a surface layer with a width of 3 mm at the tip by masking tape.
この表面層が形成された弾性体ブレードをリコー製カラー複合機 imagio Neo C455に搭載できる板金ホルダーに接着剤により固定し、試作のクリーニングブレードとした。これをリコー製カラー複合機 imagio Neo C455(図1と同様の構成)に取り付け、実施例1〜実施例7、比較例1〜比較例5の画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレードは、線圧:20[g/cm]、クリーニング角:79[°]となるように取り付けた。 The elastic blade on which this surface layer was formed was fixed with an adhesive to a sheet metal holder that can be mounted on the Ricoh color composite machine imagio Neo C455, to obtain a prototype cleaning blade. This was attached to a Ricoh color composite machine image Neo Neo C455 (same configuration as FIG. 1), and image forming apparatuses of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 were produced. The cleaning blade was attached so that the linear pressure was 20 [g / cm] and the cleaning angle was 79 [°].
検証実験には、重合法により作製したトナーを用いた。なお、トナーの物性は、以下のとおりである。
トナー母体:円形度0.98、平均粒径4.9[μm]
外添剤 :小粒径シリカ1.5部(クラリアント製H2000)
小粒径酸化チタン0.5部(テイカ製MT−150AI)
大粒径シリカ1.0部(電気化学工業製UFP−30H)
In the verification experiment, a toner prepared by a polymerization method was used. The physical properties of the toner are as follows.
Toner base: circularity 0.98, average particle size 4.9 [μm]
External additive: 1.5 parts of small particle size silica (Clariant H2000)
0.5 parts small particle size titanium oxide (Taika MT-150AI)
1.0 parts of large particle size silica (UFP-30H manufactured by Denki Kagaku Kogyo)
検証実験は、評価環境:20[℃]・65[%RH]、通紙条件:画像面積率5[%]チャートを3プリント/ジョブで、50,000枚(A4横)で行った。そして、以下の項目を評価した。 The verification experiment was performed at 50,000 sheets (A4 landscape) with 3 prints / job for an evaluation environment: 20 [° C.] / 65 [% RH], and a paper feeding condition: image area ratio of 5 [%]. And the following items were evaluated.
[評価項目]
クリーニング不良発生:有無(画像面積比率5%チャート出力目視観察)
ブレードエッジ摩耗幅:図6に示すようにブレード下面側からみた摩耗幅
[Evaluation item]
Occurrence of cleaning failure: Existence (image area ratio 5% chart output visual observation)
Blade edge wear width: Wear width seen from the blade lower side as shown in FIG.
以下に実施例1〜実施例7、比較例1〜比較例5のクリーニングブレードの検証実験の結果を示す。なお、表面層の層厚は、キーエンス製マイクロスコープVHX−100を用い、別途同様に塗工した弾性体ブレードの断面により測定した。試料は日進EM製SEM試料作製用トリミングカミソリを用い断面を切断したものとした。 The result of the verification experiment of the cleaning blade of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 is shown below. In addition, the layer thickness of the surface layer was measured with a cross section of an elastic blade separately coated in the same manner using a Keyence microscope VHX-100. The sample was a cross-section cut using a trimming razor for SEM sample preparation manufactured by Nisshin EM.
また、弾性体ブレードの先端稜線部の摩擦係数は、新東科学株式会社製・摩擦摩耗試験機(ブレードホルダー装着)を使い測定した。具体的には、ガラス板上に感光体表面層と同成分の被膜が形成された「擬似感光体」に、クリーニングブレードを上述と同じ接触条件(角度:79°、線圧:20[g/cm])になるよう取り付け、ガラス板を動かしてその時の動摩擦係数を測定した。 In addition, the friction coefficient at the tip ridge line portion of the elastic blade was measured using a Shinto Kagaku Co., Ltd. friction wear tester (blade holder mounted). Specifically, a “pseudo-photosensitive member” in which a film having the same component as that of the photosensitive member surface layer is formed on a glass plate is subjected to the same contact conditions as described above (angle: 79 °, linear pressure: 20 [g / cm]), and the glass plate was moved to measure the dynamic friction coefficient.
(実施例1)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム3
含浸剤:含浸剤2
含浸時間:180秒
表面層:表面層2
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面1[μm]、先端面12[μm]
エッジ部より50[μm]での先端内部硬さ:1.3[N/mm2]
エッジ部より100[μm]での先端内部硬さ:0.7[N/mm2]
先端摩擦係数:0.1
ブレードエッジ摩耗幅:8[μm]
クリーニング不良発生:なし
異音発生:なし
Example 1
Base urethane rubber:
Impregnating agent: Impregnating agent 2
Impregnation time: 180 seconds Surface layer: Surface layer 2
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 1 [μm], tip surface 12 [μm]
Tip internal hardness at 50 [μm] from the edge: 1.3 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 100 [μm] from edge: 0.7 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.1
Blade edge wear width: 8 [μm]
Occurrence of cleaning failure: None Occurrence of abnormal noise: None
(実施例2)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム1
含浸剤:含浸剤1
含浸時間:5秒
表面層:表面層1
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面0[μm]、先端面1[μm]
エッジ部より50[μm]での先端内部硬さ:1.0[N/mm2]
エッジ部より100[μm]での先端内部硬さ:0.4[N/mm2]
先端摩擦係数:0.5
ブレードエッジ摩耗幅:12[μm]
クリーニング不良発生:なし
異音発生:なし
(Example 2)
Base urethane rubber: Urethane rubber 1
Impregnating agent: Impregnating agent 1
Impregnation time: 5 seconds Surface layer: Surface layer 1
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 0 [μm], tip surface 1 [μm]
Tip internal hardness at 50 [μm] from edge: 1.0 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 100 [μm] from the edge: 0.4 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.5
Blade edge wear width: 12 [μm]
Occurrence of cleaning failure: None Occurrence of abnormal noise: None
(実施例3)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム2
含浸剤:含浸剤1
含浸時間:600秒
表面層:表面層4
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面0[μm]、先端面12[μm]
エッジ部より50[μm]での先端内部硬さ:1.4[N/mm2]
エッジ部より100[μm]での先端内部硬さ:0.5[N/mm2]
先端摩擦係数:0.2
ブレードエッジ摩耗幅:10[μm]
クリーニング不良発生:なし
異音発生:なし
(Example 3)
Base urethane rubber: Urethane rubber 2
Impregnating agent: Impregnating agent 1
Impregnation time: 600 seconds Surface layer:
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 0 [μm], tip surface 12 [μm]
Tip internal hardness at 50 [μm] from edge: 1.4 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 100 [μm] from edge: 0.5 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.2
Blade edge wear width: 10 [μm]
Occurrence of cleaning failure: None Occurrence of abnormal noise: None
(実施例4)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム3
含浸剤:含浸剤3
含浸時間:180秒
表面層:表面層3
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面5[μm]、先端面12[μm]
エッジ部より50[μm]での先端内部硬さ:1.8[N/mm2]
エッジ部より100[μm]での先端内部硬さ:0.7[N/mm2]
先端摩擦係数:0.1
ブレードエッジ摩耗幅:9[μm]
クリーニング不良発生:なし
異音発生:なし
Example 4
Base urethane rubber:
Impregnating agent: Impregnating
Impregnation time: 180 seconds Surface layer:
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 5 [μm], tip surface 12 [μm]
End internal hardness at 50 [μm] from edge: 1.8 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 100 [μm] from edge: 0.7 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.1
Blade edge wear width: 9 [μm]
Occurrence of cleaning failure: None Occurrence of abnormal noise: None
(実施例5)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム5
含浸剤:含浸剤3
含浸時間:600秒
表面層:表面層2
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面1[μm]、先端面5[μm]
エッジ部より50[μm]での先端内部硬さ:2.1[N/mm2]
エッジ部より100[μm]での先端内部硬さ:0.4[N/mm2]
先端摩擦係数:0.2
ブレードエッジ摩耗幅:14[μm]
クリーニング不良発生:なし
異音発生:なし
(Example 5)
Base urethane rubber: Urethane rubber 5
Impregnating agent: Impregnating
Impregnation time: 600 seconds Surface layer: Surface layer 2
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 1 [μm], tip surface 5 [μm]
Tip internal hardness at 50 [μm] from edge: 2.1 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 100 [μm] from the edge: 0.4 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.2
Blade edge wear width: 14 [μm]
Occurrence of cleaning failure: None Occurrence of abnormal noise: None
(実施例6)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム3
含浸剤:含浸剤2
含浸時間:600秒
表面層:表面層3
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面5[μm]、先端面5[μm]
エッジ部より50[μm]での先端内部硬さ:2.4[N/mm2]
エッジ部より100[μm]での先端内部硬さ:0.7[N/mm2]
先端摩擦係数:0.1
ブレードエッジ摩耗幅:5[μm]
クリーニング不良発生:なし
異音発生:なし
(Example 6)
Base urethane rubber:
Impregnating agent: Impregnating agent 2
Impregnation time: 600 seconds Surface layer:
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 5 [μm], tip surface 5 [μm]
Tip internal hardness at 50 [μm] from edge: 2.4 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 100 [μm] from edge: 0.7 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.1
Blade edge wear width: 5 [μm]
Occurrence of cleaning failure: None Occurrence of abnormal noise: None
(実施例7)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム4
含浸剤:含浸剤4
含浸時間:180秒
表面層:表面層5
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面30[μm]、先端面50[μm]
エッジ部より50[μm]での先端内部硬さ:5.0[N/mm2]
エッジ部より100[μm]での先端内部硬さ:0.8[N/mm2]
先端摩擦係数:0.2
ブレードエッジ摩耗幅:18[μm]
クリーニング不良発生:なし
異音発生:なし
(Example 7)
Base urethane rubber:
Impregnating agent: impregnating
Impregnation time: 180 seconds Surface layer: Surface layer 5
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: blade lower surface 30 [μm], tip surface 50 [μm]
Tip internal hardness at 50 [μm] from edge: 5.0 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 100 [μm] from the edge: 0.8 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.2
Blade edge wear width: 18 [μm]
Occurrence of cleaning failure: None Occurrence of abnormal noise: None
(比較例1)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム1
含浸剤:なし
表面層:表面層1
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面10[μm]、先端面20[μm]
エッジ部より50[μm]での先端内部硬さ:0.8[N/mm2]
エッジ部より100[μm]での先端内部硬さ:0.7[N/mm2]
先端摩擦係数:0.6
ブレードエッジ摩耗幅:22[μm]
クリーニング不良発生:帯状クリーニング不良2ヶ所
異音発生:なし
先端面えぐれ摩耗発生
(Comparative Example 1)
Base urethane rubber: Urethane rubber 1
Impregnating agent: None Surface layer: Surface layer 1
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 10 [μm], tip surface 20 [μm]
Tip internal hardness at 50 [μm] from edge: 0.8 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 100 [μm] from edge: 0.7 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.6
Blade edge wear width: 22 [μm]
Occurrence of poor cleaning: Two belt-like cleaning defects Abnormal noise: None
(比較例2)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム2
含浸剤:なし
表面層:表面層3
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面5[μm]、先端面10[μm]
エッジ部より50[μm]での先端内部硬さ:0.7[N/mm2]
エッジ部より100[μm]での先端内部硬さ:0.7[N/mm2]
先端摩擦係数:0.3
ブレードエッジ摩耗幅:25[μm]
クリーニング不良発生:帯状クリーニング不良2ヶ所
異音発生:なし
先端面えぐれ摩耗発生
(Comparative Example 2)
Base urethane rubber: Urethane rubber 2
Impregnating agent: None Surface layer:
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 5 [μm], tip surface 10 [μm]
Tip internal hardness at 50 [μm] from edge: 0.7 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 100 [μm] from edge: 0.7 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.3
Blade edge wear width: 25 [μm]
Occurrence of poor cleaning: Two belt-like cleaning defects Abnormal noise: None
(比較例3)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム3
含浸剤:含浸剤4
含浸時間:600秒
表面層:表面層5
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面50[μm]、先端面80[μm]
エッジ部より50[μm]での先端内部硬さ:4.5[N/mm2]
エッジ部より100[μm]での先端内部硬さ:1.5[N/mm2]
先端摩擦係数:0.4
ブレードエッジ摩耗幅:30[μm]
クリーニング不良発生:スジ状クリーニング不良3ヶ所
異音発生:ビビリ発生
(Comparative Example 3)
Base urethane rubber:
Impregnating agent: impregnating
Impregnation time: 600 seconds Surface layer: Surface layer 5
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: blade lower surface 50 [μm], tip surface 80 [μm]
Tip internal hardness at 50 [μm] from edge: 4.5 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 100 [μm] from edge: 1.5 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.4
Blade edge wear width: 30 [μm]
Occurrence of cleaning failure: 3 streaky cleaning failures Abnormal noise occurrence: chattering
(比較例4)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム1
含浸剤:含浸剤1
含浸時間:600秒
表面層:表面層5
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面50[μm]、先端面50[μm]
エッジ部より50[μm]での先端内部硬さ:5.0[N/mm2]
エッジ部より100[μm]での先端内部硬さ:1.8[N/mm2]
先端摩擦係数:0.6
ブレードエッジ摩耗幅:30[μm]
クリーニング不良発生:スジ状クリーニング不良4ヶ所
異音発生:ビビリ発生
(Comparative Example 4)
Base urethane rubber: Urethane rubber 1
Impregnating agent: Impregnating agent 1
Impregnation time: 600 seconds Surface layer: Surface layer 5
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: blade lower surface 50 [μm], tip surface 50 [μm]
Tip internal hardness at 50 [μm] from edge: 5.0 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 100 [μm] from edge: 1.8 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.6
Blade edge wear width: 30 [μm]
Occurrence of cleaning failure: 4 streaky cleaning failures Occurrence of abnormal noise: chattering
(比較例5)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム4
含浸剤:含浸剤4
含浸時間:900秒
表面層:表面層5
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面80[μm]、先端面100[μm]
エッジ部より50[μm]での先端内部硬さ:7.0[N/mm2]
エッジ部より100[μm]での先端内部硬さ:2.1[N/mm2]
先端摩擦係数:0.4
ブレードエッジ摩耗幅:31[μm]
クリーニング不良発生:スジ状クリーニング不良2ヶ所
異音発生:ビビリ発生
(Comparative Example 5)
Base urethane rubber:
Impregnating agent: impregnating
Impregnation time: 900 seconds Surface layer: Surface layer 5
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 80 [μm], tip surface 100 [μm]
End internal hardness at 50 [μm] from the edge: 7.0 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 100 [μm] from edge: 2.1 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.4
Blade edge wear width: 31 [μm]
Occurrence of cleaning failure: 2 streaky cleaning failures Abnormal noise occurrence: chattering
上記表1は、実施例1〜実施例7、比較例1〜比較例5の検証実験の結果をまとめたものである。 Table 1 above summarizes the results of verification experiments of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5.
実施例1〜実施例7においては、弾性体ブレードの先端内部(先端稜線部近傍)のマルテンス硬さが、弾性体ブレード長手方向に垂直な断面内で先端面から50[μm]かつブレード下面から50[μm]の箇所で1.0〜5.0[N/mm2]であり、先端面から100[μm]かつブレード下面から100[μm]の箇所で0.4〜0.8[N/mm2]であること、すなわち、弾性体ブレードの先端内部が局所的に硬くなっている状態であるので、上述したように、弾性体ブレードの先端稜線部のめくれや摩耗などが抑えられるとともに、従来生じていた先端面えぐれ摩耗が抑制され良好なクリーニング性を維持することができたと考えられる。また、低摩擦処理を含めた先端稜線部の改質処理がなされ、先端稜線部の摩擦係数が0.5以下に制御されているので、経時的な異音発生を回避することができたと考えられる。さらに、感光体の表面と先端稜線部との間で生じる摩擦力を低減することができ、先端稜線部のめくれをより抑制することができるとともに、弾性体ブレードの摩耗もより抑制することができたと考えられる。 In Examples 1 to 7, the Martens hardness inside the tip of the elastic blade (near the tip ridge) is 50 [μm] from the tip surface within the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the elastic blade and from the blade lower surface. It is 1.0 to 5.0 [N / mm 2 ] at 50 [μm], and 0.4 to 0.8 [N] at 100 [μm] from the tip surface and 100 [μm] from the blade lower surface. / Mm 2 ], that is, the state where the inside of the tip of the elastic blade is locally hardened, and as described above, the turning and wear of the tip ridge line portion of the elastic blade can be suppressed. Thus, it is considered that the conventional chip face wear is suppressed and good cleaning performance can be maintained. In addition, since the tip edge line part modification process including the low friction process was performed and the friction coefficient of the tip edge line part was controlled to 0.5 or less, it was considered that the generation of abnormal noise over time could be avoided. It is done. Furthermore, the frictional force generated between the surface of the photoreceptor and the tip ridge line portion can be reduced, the turning of the tip ridge line portion can be further suppressed, and the abrasion of the elastic blade can be further suppressed. It is thought.
一方、比較例1や比較例2においては、含浸処理がされていないため先端稜線部近傍の弾性体ブレードの先端内部の硬さが低く先端稜線部にめくれが生じ、また表面層が形成されていても弾性体ブレードの先端内部の硬さが低いため弾性体ブレードが変形し、その結果、先端面えぐれ摩耗とクリーニング不良が生じてしまったと考えられる。さらに比較例3や比較例4では、弾性体ブレードの先端内部の硬さの上昇がより内部まで及んでいるために、弾性体ブレードの運動性が抑制され、感光体との摺擦によって生じるエネルギーの発散ができず摩耗が促進されたことによる摩耗量の増大や異音発生などが生じたと考えられる。比較例5では、弾性体ブレードの先端内部の硬さが比較例3や比較例4などよりもさらに高く、比較例3や比較例4などと同様に摩耗量の増大と異音発生が生じたと考えられる。また、比較例3や比較例4においては、表面層の層厚が厚いために表面層の硬さが影響して弾性体ブレードの運動が過剰に抑えられ、先端稜線部の摩擦係数が低くても異音の発生を回避できなかったと考えられる。 On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, since the impregnation treatment was not performed, the hardness inside the tip of the elastic blade near the tip ridge line portion was low, and the tip ridge line portion was turned up, and a surface layer was formed. However, since the hardness of the inside of the tip of the elastic blade is low, the elastic blade is deformed, and as a result, it is considered that the tip side face wear and poor cleaning have occurred. Further, in Comparative Example 3 and Comparative Example 4, since the increase in the hardness inside the tip of the elastic blade extends further to the inside, the mobility of the elastic blade is suppressed, and the energy generated by the friction with the photoconductor It is considered that the increase in the amount of wear and the generation of abnormal noise occurred due to the accelerated wear. In Comparative Example 5, the hardness inside the tip of the elastic blade was higher than in Comparative Example 3 and Comparative Example 4 and the like, and as in Comparative Example 3 and Comparative Example 4 and the like, an increase in wear amount and generation of abnormal noise occurred. Conceivable. Further, in Comparative Example 3 and Comparative Example 4, since the surface layer is thick, the hardness of the surface layer affects the movement of the elastic blade, and the friction coefficient at the tip ridge is low. It is thought that the generation of abnormal noise could not be avoided.
本実施形態においては、いわゆるモノクロの画像形成装置の例であるが、カラーの画像形成装置であってもよい。以下、カラー画像形成装置に本実施形態の特徴点を適用した場合の具体例を説明する。 The present embodiment is an example of a so-called monochrome image forming apparatus, but may be a color image forming apparatus. Hereinafter, a specific example in which the feature points of the present embodiment are applied to a color image forming apparatus will be described.
図7は、いわゆるタンデム型のカラー画像形成装置であるカラープリンタに本発明を適用した例を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing an example in which the present invention is applied to a color printer which is a so-called tandem type color image forming apparatus.
図7において、符号(3C,3M,3Y,3K)はドラム状の感光体であり、この感光体3C,3M,3Y,3Kは図中の矢印方向に回転し、その周りに少なくとも回転順に帯電装置4C,4M,4Y,4K、現像装置5C,5M,5Y,5K、クリーニング装置6C,6M,6Y,6Kが配置されている。 In FIG. 7, reference numeral (3C, 3M, 3Y, 3K) denotes a drum-shaped photoconductor, and the photoconductors 3C, 3M, 3Y, 3K rotate in the direction of the arrow in the figure and are charged around at least in the order of rotation. Devices 4C, 4M, 4Y, 4K, developing devices 5C, 5M, 5Y, 5K, and cleaning devices 6C, 6M, 6Y, 6K are arranged.
この帯電装置4C,4M,4Y,4Kと現像装置5C,5M,5Y,5Kの間の感光体裏面側より、図示しない露光装置からのレーザー光LC,LM,LY,LKが照射され、感光体3C,3M,3Y,3Kに静電潜像が形成されるようになっている。そして、このような感光体3C,3M,3Y,3Kを中心とした4つのプロセスカートリッジ1C,1M,1Y,1Kが、転写材搬送手段である転写搬送ベルト14に沿って並置されている。転写搬送ベルト14は各プロセスカートリッジ1C,1M,1Y,1Kの現像装置5C,5M,5Y,5Kとクリーニング装置6C,6M,6Y,6Kの間で感光体3C,3M,3Y,3Kに当接しており、転写搬送ベルト14の感光体側の裏側に当たる面(裏面)には転写バイアスを印加するための転写装置7C,7M,7Y,7Kが配置されている。各プロセスカートリッジ1C,1M,1Y,1Kは現像装置内部のトナーの色が異なることであり、その他は全て同様の構成となっている。
Laser light LC, LM, LY, LK from an exposure device (not shown) is irradiated from the back side of the photoreceptor between the charging devices 4C, 4M, 4Y, 4K and the developing devices 5C, 5M, 5Y, 5K. Electrostatic latent images are formed on 3C, 3M, 3Y, and 3K. Then, four
図7に示す構成のカラープリンタにおいて、画像形成動作は次のようにして行なわれる。まず、各プロセスカートリッジ1C,1M,1Y,1Kにおいて、感光体3C,3M,3Y,3Kが矢印方向(感光体と連れ周り方向)に回転する帯電装置4C,4M,4Y,4Kにより帯電され、次に感光体の内側に配置された露光装置(図示しない)でレーザー光LC,LM,LY,LKにより、作成する各色の画像に対応した静電潜像が形成される。
In the color printer having the configuration shown in FIG. 7, the image forming operation is performed as follows. First, in each of the
次に現像装置5C,5M,5Y,5Kにより潜像を現像してトナー像が形成される。現像装置5C,5M,5Y,5Kは、それぞれC(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー),K(ブラック)のトナーで現像を行なう現像装置で、4つの感光体3C,3M,3Y,3K上で作られた各色のトナー像は転写紙上で重ねられる。 Next, the latent image is developed by the developing devices 5C, 5M, 5Y, and 5K to form a toner image. The developing devices 5C, 5M, 5Y, and 5K are developing devices that perform development with toners of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and K (black), respectively, and the four photosensitive members 3C, 3M, and 3Y. , 3K toner images of each color are superimposed on the transfer paper.
転写紙Pは給紙コロ15によりトレイから送り出され、上レジストローラ12と下レジストローラ13で一旦停止し、上記感光体上への画像形成とタイミングを合わせて転写搬送ベルト14に送られる。転写搬送ベルト14上に保持された転写紙Pは搬送されて、各感光体3C,3M,3Y,3Kとの当接位置(転写部)で各色トナー像の転写が行なわれる。
The transfer paper P is sent out from the tray by the paper supply roller 15, temporarily stopped by the
感光体上のトナー像は、転写装置7C,7M,7Y,7Kに印加された転写バイアスと感光体3C,3M,3Y,3Kとの電位差から形成される電界により、転写紙P上に転写される。そして4つの転写部を通過して4色のトナー像が重ねられた転写紙Pは定着装置16に搬送され、トナーが定着されて、図示しない排紙部に排紙される。また、転写部で転写されずに各感光体3C,3M,3Y,3K上に残った残留トナーは、クリーニング装置6C,6M,6Y,6Kで回収される。なお、図7の例では画像形成要素は、転写紙搬送方向上流側から下流側に向けて、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー),K(ブラック)の色の順で並んでいるが、この順番に限るものではなく、色順は任意に設定されるものである。
The toner image on the photoconductor is transferred onto the transfer paper P by an electric field formed by the potential difference between the transfer bias applied to the
また、黒色のみの原稿を作成する際には、黒色以外のプロセスカートリッジ1C,1M,1Yが停止するような機構を設けることは本発明に特に有効に利用できる。更に、図7において帯電装置は感光体と当接しているが、両者の間に適当なギャップ(10〜200[μm]程度)を設けることにより、両者の摩耗量が低減できると共に、帯電部材へのトナーフィルミングが少なくて済み良好に使用できる。 Further, when a black-only document is created, it is particularly effective to use the present invention to provide a mechanism for stopping the process cartridges 1C, 1M, and 1Y other than black. Further, although the charging device is in contact with the photosensitive member in FIG. 7, by providing an appropriate gap (about 10 to 200 [μm]) between the two, the wear amount of both can be reduced and the charging member can be reduced. The toner filming can be reduced and can be used satisfactorily.
各プロセスカートリッジ1C,1M,1Y,1Kのクリーニング装置6C,6M,6Y,6Kは、クリーニングブレードを備えており、クリーニングブレードの先端稜線部は、そのブレード部材長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、先端面から50[μm]かつブレード下面から50[μm]の内部で、1.0〜5.0[N/mm2]で、先端面から100[μm]かつブレード下面から100[μm]の内部で、0.4〜0.8[N/mm2]である。
The cleaning devices 6C, 6M, 6Y, and 6K of the
このカラープリンタは、上述のような構成を備えているので、重合トナーをクリーニングできるようクリーニングブレードの線圧を上げても、クリーニングブレードの先端稜線部にめくれが生じることがなく、良好なクリーニング性を経時にわたり維持することができる。また、感光体の摩耗の進行が抑制され、長期にわたりに良好な画像を維持することができる。 Since this color printer has the above-described configuration, even if the linear pressure of the cleaning blade is increased so that the polymerized toner can be cleaned, the tip ridge line portion of the cleaning blade does not turn, and good cleaning properties are achieved. Can be maintained over time. Further, the progress of abrasion of the photoreceptor is suppressed, and a good image can be maintained over a long period.
[実施形態2]
以下、本発明を画像形成装置である電子写真プリンタ(以下、単にプリンタという)に適用した第2の実施形態について説明する。なお、本実施形態のプリンタの基本的な構成は実施形態1のプリンタと略同じであるので、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
A second embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as a printer) that is an image forming apparatus will be described below. The basic configuration of the printer according to the present embodiment is substantially the same as that of the printer according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
本実施形態においては、図8や図9などに示すようなクリーニングブレードをクリーニング装置6に設けている。すなわち、クリーニングブレード62の先端を鋭角にし、先端稜線部62cに、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも1種を含浸させる低摩擦処理を行い、また、先端稜線部62cを覆うように、クリーニングブレード62よりも硬度の高い表面層623を設けている。
In the present embodiment, the cleaning device 6 is provided with a cleaning blade as shown in FIGS. That is, the tip of the
図8は、クリーニングブレード62の斜視図であり、図9は、クリーニングブレード62の拡大構成図である。
FIG. 8 is a perspective view of the
クリーニングブレード62は、金属や硬質プラスチックなどの剛性材料からなる短冊形状のホルダー621と、短冊形状の弾性体ブレード622とで構成されており、弾性体ブレード622はその先端を鋭角にし、先端稜線部に含浸低摩擦処理がなされ、クリーニングブレード62の先端面62a全体およびブレード下面62bの先端稜線部62c近傍に先端稜線部62cを覆うように表面層623が形成されている。
The
弾性体ブレード622は、ホルダー621の一端側に接着剤などにより固定されており、ホルダー621の他端側は、クリーニング装置6のケースに方持ち支持されている。
The
弾性体ブレードと622としては、感光体3の偏心や感光体表面の微小なうねりなどに追随できるように、高反発性の弾性体が好ましく、ウレタン基を含むゴムであるウレタンゴムなどが好適である。特に、25℃における硬度が70〜75度(JIS A)、反発弾性率が30〜68[%]のウレタンゴムが好ましい。ウレタンゴムの硬度が75度を超えると、柔軟性に乏しくなり、例えば、ホルダー621が微小に傾いて取り付けるなどしたときに、クリーニングブレード62の軸方向一端側と他端側とで当接圧が異なる所謂偏当りしやすくなり、軸方向で均一な当接圧が得にくくなる。その結果、クリーニング性が低下するおそれがある。一方、硬度が70度未満の場合は、重合トナーでもクリーニングできるよう当接圧を高く設定したときに、クリーニングブレード62が反ってしまって、クリーニングブレード62の先端稜線部62cが浮きあがって、クリーニングブレード62のブレード下面62bが感光体3と当接する所謂腹当たり現象が生じてしまう。腹当たり現象が生じると、クリーニングブレード62と感光体表面との当接面積が急激に増大するため、クリーニングブレード62を大きな力で押しつけても逆に当接圧は小さくなり、クリーニング性が低下してしまう。
As the elastic body blade and 622, a highly repulsive elastic body is preferable so that it can follow the eccentricity of the
また、反発弾性率が68[%]を超えるようなウレタンゴムはほとんど存在しないのが実情であり、汎用品でないので、コスト高につながるおそれがある。また、反発弾性率が68[%]を超えると、クリーニングブレード62にめくれが発生したときに、高音のブレード鳴きという異音が発生しやすくなる。一方、反発弾性率が30[%]未満であると、感光体3の偏心や感光体表面の微小なうねりなどに対する追随性が悪くなり、クリーニング性が低下するおそれがある。
Moreover, the fact is that there is almost no urethane rubber having a rebound resilience exceeding 68 [%], and since it is not a general-purpose product, there is a risk that the cost will increase. On the other hand, when the resilience elastic modulus exceeds 68 [%], an abnormal noise such as a high-pitched blade is likely to occur when the
このように、ウレタンゴムとして、25[℃]における硬度が70〜75度(JIS A)、反発弾性率が30〜68[%]のウレタンゴムを用いることによって、良好なクリーニング性を得ることができる。 Thus, good cleaning properties can be obtained by using urethane rubber having a hardness of 70 to 75 degrees (JIS A) at 25 [° C.] and a rebound resilience of 30 to 68 [%] as urethane rubber. it can.
ここで、弾性体ブレードにおける先端稜線部62cは、先端稜線部62cのブレード下面62bと先端面62aとからなる角度が60[°]〜80[°]であり、且つ、先端稜線部62cの弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、図10に示すようなブレード下面62bと先端面62aとからなる角度の中心線上で先端稜線部62cから70[μm]の内側で1.0〜5.0[N/mm2]であり、上記中心線上で先端稜線部62cから140[μm]の内側で0.4〜0.8[N/mm2]であるようにすることで、後述する検証実験で明らかにしたように、弾性体ブレード622の先端稜線部62cのめくれや摩耗などが抑えられると共に、ビビリなどの異音の発生がなくクリーニング性を良好に維持できる。これは、まず先端稜線部62cを鋭角にすることで、先端稜線部摩耗時の先端稜線部の丸まりを防ぎトナーのすりぬけを抑制できるものと考えられる。そして、弾性体ブレード622の先端内部(先端稜線部近傍)の硬さを上記範囲のマルテンス硬さに制御することで、弾性体ブレード622の先端稜線部近傍に適度な運動性が保持され、先端稜線部62cのめくれや摩耗及び異音発生をバランスよく回避できるものと考えられる。さらに、この硬さは弾性体ブレード622の先端内部(先端稜線部近傍)の局所的な状態が好適で、特にブレード下面62bと先端面62aとからなる角度の中心線上で先端稜線部62cから140[μm]の内部ではウレタンゴム自体の硬さである状態が良い。
Here, the tip
なお、この硬さは含浸作用によるウレタンゴムそのものの改質で変化し、さらに表面層623の形成によっても影響を受けるので、各々の効果を調整することが必要である。
Note that this hardness changes due to the modification of the urethane rubber itself by the impregnation action, and is also affected by the formation of the
弾性体ブレード622の先端稜線部62cへの含浸処理は、スプレー塗工、ディップ塗工などによって、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも1種を含浸させることで可能である。これは結果として硬さ変化と低摩擦化の2つの改質効果を生じ、摩擦係数は0.5以下にするのが良い。これにより、経時摩耗によって露出した弾性体ブレード622の先端稜線部と感光体3との摩擦力を弱めることができ、露出した部分が、感光体表面移動方向に変形するのを抑制することもできる。
The impregnation treatment to the tip
表面層623は、スプレー塗工、ディップ塗工によってクリーニングブレード62の先端稜線部62cを被覆する。表面層623としては、弾性体ブレード622よりも硬度の高い部材を被覆するのが好ましい。弾性体ブレード622よりも硬度が高い部材とすることで、弾性体ブレード622よりも感光体3によって削られにくくなり、弾性体ブレード622を感光体表面に当接させるものに比べて、クリーニングブレード62の耐摩耗性を向上させることができる。また、表面層623は、硬度が硬く剛直なため、変形し難く、クリーニングブレード62の先端稜線部62cのめくれを抑制することができる。
The
また、表面層623の材質としては、樹脂が好ましく、紫外線硬化樹脂がより好ましい。紫外線硬化樹脂を用いることで、クリーニングブレード62の先端稜線部62cに付着した樹脂に紫外線を照射させるだけで、所望の硬度を有する表面層623を得ることができ、クリーニングブレード62を安価に製造することができる。
The material of the
上記紫外線硬化樹脂としては、一官能基あたり分子量300〜1500のモノマーを用いることが好ましい。上記分子量が1500を越えると、表面層623は脆弱になり過ぎ、クリーニングブレード62の先端稜線部62cがめくれて図11(b)のような先端面摩耗を生じてしまい、長期に渡るクリーニング性を保持できなくなる。逆に分子量300を下回ると、表面層623が剛直となり過ぎてしまう。表面層623が剛直となりすぎると、表面層623の耐摩耗性能の低下や、ビビリ音が発生しやすくなってしまう。
As the ultraviolet curable resin, it is preferable to use a monomer having a molecular weight of 300 to 1500 per functional group. When the molecular weight exceeds 1500, the
また、感光体3と当接する可能性のある先端稜線部62cから50[μm]離れた位置まで、先端面62aとブレード下面62bとに表面層を形成するのが好ましい。これにより、先端稜線部62cの表面が削れ、弾性体ブレード622と感光体3とが直接接触し、先端稜線部62cがめくれて先端面62aの先端稜線部62cから数[μm]離れた場所が感光体3と当接しても、そこにも表面層623が形成してあるので、先端面62aの局所的な摩耗が抑制される。よって、先端面62aの局所的な摩耗によってクリーニングブレード62の先端稜線部62cの欠落を抑制することができる。
In addition, it is preferable to form a surface layer on the
また、感光体3の取り付け誤差やクリーニングブレードの取り付け誤差などによって、クリーニングブレード62の当接圧が必要以上に高くなり、クリーニングブレード62が必要以上に撓んで、ブレード下面62bの先端稜線部62cから数[μm]離れた箇所が感光体3に接触しても、そこにも、表面層623が形成してあるので、ブレード下面62bの局所的な摩耗を抑制することができる。
Further, the contact pressure of the
また、表面層623の層厚は、1〜50[μm]が好ましい。層厚が、1[μm]以下だと、表面層の剛性が弱くなり、クリーニングブレード62の先端稜線部62cがめくれやすくなってしまう。また、層厚が50[μm]を超えると、トナーのすり抜けが増大してクリーニング不良が発生しやすくなる。これは、スプレー塗工やディップ塗工のように、液体の材料を付着させて表面層623を形成しているため、先端稜線部62cは表面張力の関係で、皮膜が形成されにくい。このため、先端稜線部62cから離れるにつれて表面層623の層厚は、増加する。層厚が50[μm]を超えると、先端稜線部62cの層厚と先端稜線部62cから離れた位置における層厚との差が大きくなり、クリーニングブレード62の先端稜線部62cの角度が鈍角となってしまう。先端稜線部62cの角度が鈍角となると、先端稜線部62cを直角とした場合に比べて、先端面62aと感光体3とがなす当接部の上流側の空隙X(図9参照)が狭くなる。そのため、長期に渡るクリーニング動作によって空隙にトナーが堆積したとき、塞き止められた空隙X内のトナーに逃げ場がないので、空隙X内のトナーが徐々に感光体3の下流側に押し出され、クリーニング不良が発生する。
The layer thickness of the
次に、本願発明者らが行った検証実験について説明する。
弾性体ブレード622の材質、先端稜線部62cのブレード下面62bと先端面62aとからなる角度、含浸処理方法、表面層623の材質をそれぞれ変化させて、耐久試験を行った。
Next, verification experiments conducted by the inventors will be described.
Durability tests were conducted by changing the material of the
[弾性体ブレード]
弾性体ブレード622としては、25[℃]における物性が以下の物性となっている5つのウレタンゴムを用意した。
ウレタンゴム1:硬度70度、反発弾性50[%](東洋ゴム工業製)
ウレタンゴム2:硬度72度、反発弾性31[%](東洋ゴム工業製)
ウレタンゴム3:硬度71度、反発弾性18[%](東洋ゴム工業製)
ウレタンゴム4:硬度77度、反発弾性27[%](シンジーテック製)
ウレタンゴム5:硬度70度、反発弾性68[%](シンジーテック製)
[Elastic blade]
As the
Urethane rubber 1: Hardness 70 degrees, rebound resilience 50 [%] (Toyo Tire & Rubber)
Urethane rubber 2: hardness 72 degrees, rebound resilience 31 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber)
Urethane rubber 3: Hardness 71 degrees, rebound resilience 18 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber)
Urethane rubber 4: Hardness 77 degrees, rebound resilience 27 [%] (manufactured by Syndtech)
Urethane rubber 5: hardness 70 degrees, rebound resilience 68 [%] (manufactured by Syndtech)
ウレタンゴムの硬度は、島津製作所製デュロメーターを用い、JIS K6253に準じて測定した。試料は厚さ6[mm]以上となるように約2[mm]のシートを重ね合わせたものとした。 The hardness of urethane rubber was measured according to JIS K6253 using a durometer manufactured by Shimadzu Corporation. The sample was a stack of approximately 2 [mm] sheets so that the thickness was 6 [mm] or more.
ウレタンゴムの反発弾性は、東洋精機製作所製No.221レジリエンステスタを用い、JIS K6255に準じて測定した。試料は厚さ4[mm]以上となるように約2[mm]のシートを重ね合わせたものとした。 The resilience of urethane rubber is No. manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. The measurement was performed according to JIS K6255 using a 221 regilynester. The sample was a stack of about 2 [mm] sheets so that the thickness was 4 [mm] or more.
[含浸剤]
含浸剤としては、以下のものを用いた。
(含浸剤1)
イソシアネート化合物:日本ポリウレタン MR−100 10部
2−ブタノン 90部
[Impregnating agent]
As the impregnating agent, the following were used.
(Impregnating agent 1)
Isocyanate compound: Nippon Polyurethane MR-100 10 parts 2-butanone 90 parts
(含浸剤2)
イソシアネート化合物:日本ポリウレタン MR−100 10部
シリコーン樹脂:日油 モディパーFS−700 2部
2−ブタノン 88部
(Impregnating agent 2)
Isocyanate compound: Nippon Polyurethane MR-100 10 parts Silicone resin: NOF Modiper FS-700 2 parts 2-butanone 88 parts
(含浸剤3)
イソシアネート化合物:関東化学 MDI 5部
2−ブタノン 95部
(Impregnating agent 3)
Isocyanate compound: Kanto Chemical MDI 5 parts 2-butanone 95 parts
(含浸剤4)
イソシアネート化合物:関東化学 MDI 5部
シリコーン樹脂:日油 モディパーFS−700 2部
2−ブタノン 93部
(Impregnating agent 4)
Isocyanate compound: Kanto Kagaku MDI 5 parts Silicone resin: NOF Modiper FS-700 2 parts 2-butanone 93 parts
[表面層]
表面層としては、以下のものを用いた。
(表面層1)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−904 0.5部
ウレタンアクリレートオリゴマー2:根上工業 UN−2700 19.5部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 79部
塗膜硬度:鉛筆硬度2H
摩擦係数:0.6
[Surface layer]
The following were used as the surface layer.
(Surface layer 1)
Urethane acrylate oligomer 1: Negami Kogyo UN-904 0.5 part Urethane acrylate oligomer 2: Negami Kogyo UN-2700 19.5 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 79 parts Coating film Hardness: Pencil hardness 2H
Friction coefficient: 0.6
(表面層2)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−904 5部
ウレタンアクリレートオリゴマー2:根上工業 UN−2700 15部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 79部
塗膜硬度:鉛筆硬度3H
摩擦係数:0.5
(Surface layer 2)
Urethane acrylate oligomer 1: Negami Kogyo UN-904 5 parts Urethane acrylate oligomer 2: Negami Kogyo UN-2700 15 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 79 parts Coating film hardness: Pencil hardness 3H
Friction coefficient: 0.5
(表面層3)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−904 0.5部
ウレタンアクリレートオリゴマー2:根上工業 UN−2700 19.5部
低摩擦係数添加剤:チッソ石油化学 共重合体A1 5部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 74部
塗膜硬度:鉛筆硬度H
摩擦係数:0.1
(Surface layer 3)
Urethane acrylate oligomer 1: Negami Kogyo UN-904 0.5 part Urethane acrylate oligomer 2: Negami Kogyo UN-2700 19.5 parts Low friction coefficient additive: Chisso Petrochemical Copolymer A1 5 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 74 parts of 2-butanone Coating film hardness: Pencil hardness H
Friction coefficient: 0.1
(表面層4)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−3320HA 5部
ウレタンアクリレートオリゴマー2:根上工業 UN−2700 15部
低摩擦係数添加剤:チッソ石油化学 共重合体A1 2部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 77部
塗膜硬度:鉛筆硬度2H
摩擦係数:0.15
(Surface layer 4)
Urethane acrylate oligomer 1: Negami Kogyo UN-3320HA 5 parts Urethane acrylate oligomer 2: Negami Kogyo UN-2700 15 parts Low friction coefficient additive: Chisso Petrochemical Copolymer A1 2 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 77 parts Coating film hardness: pencil hardness 2H
Friction coefficient: 0.15
(表面層5)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−904 20部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 79部
塗膜硬度:鉛筆硬度9H
摩擦係数:0.45
(Surface layer 5)
Urethane acrylate oligomer 1: Negami Kogyo UN-904 20 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 79 parts Coating film hardness: pencil hardness 9H
Friction coefficient: 0.45
なお、表面層4の低摩擦化係数添加剤として添加する共重合体A1とは、上記の化1に示す化合物(a−1)及び上記の化1に示す化合物(a−2)が共重合してなり、かつ側鎖にアクリロイル基(上記の化1に示すa−3)を有する共重合体である。
The copolymer A1 added as a low friction coefficient additive for the
GPC(ゲルパ−ミエーションクロマトグラフィー法)分析より求めた共重合体(A1)の重量平均分子量は37,000(ポリスチレン換算)、分子量分布指数(Mw/Mn)は1.9であった。また、1H−NMR測定により求めた共重合体(A1)中の化合物(a−1)、化合物(a−2)の含有量比(重量比)は、化合物(a−1):化合物(a−2)=1:1.73であった。 The copolymer (A1) obtained by GPC (gel permeation chromatography) analysis had a weight average molecular weight of 37,000 (polystyrene conversion) and a molecular weight distribution index (Mw / Mn) of 1.9. Further, the content ratio (weight ratio) of the compound (a-1) and the compound (a-2) in the copolymer (A1) determined by 1H-NMR measurement is as follows: Compound (a-1): Compound (a -2) = 1: 1.73.
表面層の鉛筆硬度は、コーテック株式会社製鉛筆引っかき試験機KTVF−2380を用い、JIS K5600−5−4に準じて測定した。試料は、50[mm]×50[mm]のガラス板上に表面層の材料を約10[μm]スプレー塗工したものとした。 The pencil hardness of the surface layer was measured according to JIS K5600-5-4 using a pencil scratch tester KTVF-2380 manufactured by Cortec Corporation. The sample was obtained by spraying the surface layer material about 10 [μm] on a 50 [mm] × 50 [mm] glass plate.
表面層の摩擦係数は、新東科学製トライボギアミューズ94iを用い、最大静止摩擦係数を測定した。試料は、50[mm]×50[mm]のガラス板上にコーティング材料を約10[μm]スプレー塗工したものとした。 As the friction coefficient of the surface layer, the maximum static friction coefficient was measured using a tribogear muse 94i manufactured by Shinto Kagaku. The sample was obtained by spraying the coating material on a glass plate of 50 [mm] × 50 [mm] by about 10 [μm].
また、ブレード先端稜線部のブレード部材長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さは、日進EM製SEM試料作製用トリミングカミソリにより断面を切断したものを試料とし、ブレード下面62bと先端面からなる角度の中心線上で先端稜線部から70[μm]の内部と140[μm]の内部の2箇所について、フィッシャー・インストルメンツ製フィッシャースコープHM2000を用い、ビッカース圧子を1[mN]にて加重30秒、抜重30秒として測定した。
なお、弾性体ブレードとして用いる上記ウレタンゴム1〜5の含浸処理が施される前(含浸処理が行われていない箇所)のマルテンス硬さは、0.4〜0.8[N/mm2]であった。
Further, the Martens hardness in the cross section perpendicular to the blade member longitudinal direction of the blade tip ridge line portion is an angle formed by cutting the cross section with a trimming razor for SEM sample preparation made by Nisshin EM, and the angle formed between the blade
In addition, the Martens hardness before the impregnation process of the urethane rubbers 1 to 5 used as the elastic body blade (the place where the impregnation process is not performed) is 0.4 to 0.8 [N / mm 2 ]. Met.
次に、検証実験を行った画像形成装置の構成について説明する。
上記ウレタンゴム1〜5のいずれかを用いて厚さ2[mm]の短冊形状の弾性体ブレードを作成し、この弾性体ブレードを含浸剤1〜4のいずれかに所定時間浸漬したのち、3分間風乾し、さらにスプレー塗工を行って上記表面層1〜表面層4いずれかの表面層を形成する。具体的には、適宜含浸処理を行った各々のウレタンゴムからなる弾性体ブレードに対し、必要に応じブレード下面62b及び先端面の2方向から10[mm/s]のスプレーガン移動速度にて所定の層厚になるように重ね塗りを行い、3分間指触乾燥後紫外線露光(140[W/cm]×5[m/min]×5パス)を行った。ただし、ブレード下面62bはマスキングテープにより先端3[mm]幅に表面層が形成されるように規制した。
Next, the configuration of the image forming apparatus for which the verification experiment has been performed will be described.
A rectangular elastic blade having a thickness of 2 [mm] is prepared using any one of the urethane rubbers 1 to 5, and the elastic blade is immersed in any of the impregnating agents 1 to 4 for a predetermined time. Air-dry for a minute and then spray coating to form any one of the surface layers 1 to 4. Specifically, for each elastic blade made of urethane rubber appropriately impregnated, predetermined at a spray gun moving speed of 10 [mm / s] from the two directions of the blade
この表面層が形成された弾性体ブレードをリコー製カラー複合機 imagio Neo C455に搭載できる板金ホルダーに接着剤により固定し、試作のクリーニングブレードとした。これをリコー製カラー複合機 imagio Neo C455(図1と同様の構成)に取り付け、実施例1〜7、比較例1〜5の画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレードは、線圧:20[g/cm]、クリーニング角:79[°](ただし、ブレードエッジが鋭角の場合には90[°]との差分を追加)となるように取り付けた。 The elastic blade on which this surface layer was formed was fixed with an adhesive to a sheet metal holder that can be mounted on the Ricoh color composite machine imagio Neo C455, to obtain a prototype cleaning blade. This was attached to a Ricoh color composite machine image Neo Neo C455 (same configuration as in FIG. 1), and image forming apparatuses of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 were produced. The cleaning blade was mounted so that the linear pressure was 20 [g / cm] and the cleaning angle was 79 [°] (however, the difference from 90 [°] was added when the blade edge was an acute angle). .
検証実験には、重合法により作製したトナーを用いた。なお、トナーの物性は、以下のとおりである。
トナー母体:円形度0.98、平均粒径4.9[μm]
外添剤 :小粒径シリカ1.5部(クラリアント製H2000)
小粒径酸化チタン0.5部(テイカ製MT−150AI)
大粒径シリカ1.0部(電気化学工業製UFP−30H)
In the verification experiment, a toner prepared by a polymerization method was used. The physical properties of the toner are as follows.
Toner base: circularity 0.98, average particle size 4.9 [μm]
External additive: 1.5 parts of small particle size silica (Clariant H2000)
0.5 parts small particle size titanium oxide (Taika MT-150AI)
1.0 parts of large particle size silica (UFP-30H manufactured by Denki Kagaku Kogyo)
検証実験は、評価環境:20[℃]・65[%RH]、通紙条件:画像面積率5[%]チャートを3プリント/ジョブで、50,000枚(A4横)で行った。そして、以下の項目を評価した。 The verification experiment was performed at 50,000 sheets (A4 landscape) with 3 prints / job for an evaluation environment: 20 [° C.] / 65 [% RH], and a paper feeding condition: image area ratio of 5 [%]. And the following items were evaluated.
[評価項目]
クリーニング不良発生:有無(画像面積比率5[%]チャート出力目視観察)
ブレードエッジ摩耗幅:ブレード下面側からみた摩耗幅
[Evaluation item]
Occurrence of defective cleaning: Presence / absence (image area ratio 5 [%] chart output visual observation)
Blade edge wear width: Wear width seen from the bottom side of the blade
以下に実施例8〜実施例13、比較例6〜比較例9のクリーニングブレードの検証実験の結果を示す。なお、表面層の層厚は、キーエンス製マイクロスコープVHX−100を用い、別途同様に塗工した弾性体ブレードの断面により測定した。試料は日進EM製SEM試料作製用トリミングカミソリを用い断面を切断したものとした。 The results of verification experiments on the cleaning blades of Examples 8 to 13 and Comparative Examples 6 to 9 are shown below. In addition, the layer thickness of the surface layer was measured with a cross section of an elastic blade separately coated in the same manner using a Keyence microscope VHX-100. The sample was a cross-section cut using a trimming razor for SEM sample preparation manufactured by Nisshin EM.
また、弾性ブレード先端稜線部の摩擦係数は、新東科学株式会社製・摩擦摩耗試験機(ブレードホルダー装着)を使い測定した。具体的には、ガラス板上に感光体表面層と同成分の皮膜が形成された「擬似感光体」に、クリーニングブレードを上述と同じ接触条件(角度:79[°]、線圧:20[g/cm])になるよう取り付け、ガラス板を動かしてその時の動摩擦係数を測定した。 The coefficient of friction of the elastic blade tip ridge was measured using a Shinto Kagaku Co., Ltd. friction wear tester (blade holder mounted). Specifically, a “pseudo-photosensitive member” in which a film having the same component as the surface layer of the photosensitive member is formed on a glass plate is subjected to the same contact conditions as described above (angle: 79 [°], linear pressure: 20 [ g / cm]), the glass plate was moved, and the dynamic friction coefficient at that time was measured.
(実施例8)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム3
先端稜線部のブレード下面と先端面からなる角度:80[°]
含浸剤:含浸剤3
含浸時間:180秒
表面層:表面層3
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面5[μm]、先端面10[μm]
エッジ部より70[μm]での先端内部硬さ:1.9[N/mm2]
エッジ部より140[μm]での先端内部硬さ:0.7[N/mm2]
先端摩擦係数:0.1
ブレードエッジ摩耗幅:8[μm]
クリーニング不良発生:なし
異音発生:なし
(Example 8)
Base urethane rubber:
Angle between the blade bottom surface and the tip surface at the tip ridge line: 80 [°]
Impregnating agent: Impregnating
Impregnation time: 180 seconds Surface layer:
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 5 [μm], tip surface 10 [μm]
Tip internal hardness at 70 [μm] from edge: 1.9 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 140 [μm] from edge: 0.7 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.1
Blade edge wear width: 8 [μm]
Occurrence of cleaning failure: None Occurrence of abnormal noise: None
(実施例9)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム1
先端稜線部のブレード下面と先端面からなる角度:70[°]
含浸剤:含浸剤1
含浸時間:5秒
表面層:表面層1
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面0[μm]、先端面2[μm]
エッジ部より70[μm]での先端内部硬さ:1.0[N/mm2]
エッジ部より140[μm]での先端内部硬さ:0.4[N/mm2]
先端摩擦係数:0.5
ブレードエッジ摩耗幅:11[μm]
クリーニング不良発生:なし
異音発生:なし
Example 9
Base urethane rubber: Urethane rubber 1
Angle between the blade lower surface and the tip surface at the tip ridge line part: 70 [°]
Impregnating agent: Impregnating agent 1
Impregnation time: 5 seconds Surface layer: Surface layer 1
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: blade lower surface 0 [μm], tip surface 2 [μm]
Tip internal hardness at 70 [μm] from edge: 1.0 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 140 [μm] from edge: 0.4 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.5
Blade edge wear width: 11 [μm]
Occurrence of cleaning failure: None Occurrence of abnormal noise: None
(実施例10)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム3
先端稜線部のブレード下面と先端面からなる角度:80[°]
含浸剤:含浸剤2
含浸時間:180秒
表面層:表面層2
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面2[μm]、先端面15[μm]
エッジ部より70[μm]での先端内部硬さ:1.5[N/mm2]
エッジ部より140[μm]での先端内部硬さ:0.7[N/mm2]
先端摩擦係数:0.1
ブレードエッジ摩耗幅:7[μm]
クリーニング不良発生:なし
異音発生:なし
(Example 10)
Base urethane rubber:
Angle between the blade bottom surface and the tip surface at the tip ridge line: 80 [°]
Impregnating agent: Impregnating agent 2
Impregnation time: 180 seconds Surface layer: Surface layer 2
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 2 [μm], tip surface 15 [μm]
End internal hardness at 70 [μm] from edge: 1.5 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 140 [μm] from edge: 0.7 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.1
Blade edge wear width: 7 [μm]
Occurrence of cleaning failure: None Occurrence of abnormal noise: None
(実施例11)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム2
先端稜線部のブレード下面と先端面からなる角度:60[°]
含浸剤:含浸剤1
含浸時間:600秒
表面層:表面層4
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面0[μm]、先端面10[μm]
エッジ部より70[μm]での先端内部硬さ:1.6[N/mm2]
エッジ部より140[μm]での先端内部硬さ:0.5[N/mm2]
先端摩擦係数:0.2
ブレードエッジ摩耗幅:11[μm]
クリーニング不良発生:なし
異音発生:なし
(Example 11)
Base urethane rubber: Urethane rubber 2
Angle between the blade lower surface and the tip surface of the tip ridge line part: 60 [°]
Impregnating agent: Impregnating agent 1
Impregnation time: 600 seconds Surface layer:
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 0 [μm], tip surface 10 [μm]
Tip internal hardness at 70 [μm] from edge: 1.6 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 140 [μm] from edge: 0.5 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.2
Blade edge wear width: 11 [μm]
Occurrence of cleaning failure: None Occurrence of abnormal noise: None
(実施例12)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム4
先端稜線部のブレード下面と先端面からなる角度:75[°]
含浸剤:含浸剤4
含浸時間:180秒
表面層:表面層5
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面35[μm]、先端面50[μm]
エッジ部より70[μm]での先端内部硬さ:5.0[N/mm2]
エッジ部より140[μm]での先端内部硬さ:0.8[N/mm2]
先端摩擦係数:0.2
ブレードエッジ摩耗幅:16[μm]
クリーニング不良発生:なし
異音発生:なし
(Example 12)
Base urethane rubber:
Angle between the blade bottom surface and the tip surface at the tip ridge line: 75 [°]
Impregnating agent: impregnating
Impregnation time: 180 seconds Surface layer: Surface layer 5
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 35 [μm], tip surface 50 [μm]
Tip internal hardness at 70 [μm] from edge: 5.0 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 140 [μm] from the edge: 0.8 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.2
Blade edge wear width: 16 [μm]
Occurrence of cleaning failure: None Occurrence of abnormal noise: None
(実施例13)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム5
先端稜線部のブレード下面と先端面からなる角度:75[°]
含浸剤:含浸剤3
含浸時間:600秒
表面層:表面層2
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面2[μm]、先端面5[μm]
エッジ部より70[μm]での先端内部硬さ:2.3[N/mm2]
エッジ部より140[μm]での先端内部硬さ:0.4[N/mm2]
先端摩擦係数:0.2
ブレードエッジ摩耗幅:12[μm]
クリーニング不良発生:なし
異音発生:なし
(Example 13)
Base urethane rubber: Urethane rubber 5
Angle between the blade bottom surface and the tip surface at the tip ridge line: 75 [°]
Impregnating agent: Impregnating
Impregnation time: 600 seconds Surface layer: Surface layer 2
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 2 [μm], tip surface 5 [μm]
End internal hardness at 70 [μm] from edge: 2.3 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 140 [μm] from edge: 0.4 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.2
Blade edge wear width: 12 [μm]
Occurrence of cleaning failure: None Occurrence of abnormal noise: None
(比較例6)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム2
先端稜線部のブレード下面と先端面からなる角度:55[°]
含浸剤:なし
表面層:表面層3
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面5[μm]、先端面10[μm]
エッジ部より70[μm]での先端内部硬さ:0.7[N/mm2]
エッジ部より140[μm]での先端内部硬さ:0.7[N/mm2]
先端摩擦係数:0.3
ブレードエッジ摩耗幅:25[μm]
クリーニング不良発生:帯状クリーニング不良4ヶ所
異音発生:なし
(Comparative Example 6)
Base urethane rubber: Urethane rubber 2
Angle between the blade lower surface and the tip surface at the tip ridge line part: 55 [°]
Impregnating agent: None Surface layer:
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 5 [μm], tip surface 10 [μm]
Tip internal hardness at 70 [μm] from edge: 0.7 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 140 [μm] from edge: 0.7 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.3
Blade edge wear width: 25 [μm]
Occurrence of cleaning failure: 4 belt cleaning failures Abnormal noise generation: None
(比較例7)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム1
先端稜線部のブレード下面と先端面からなる角度:90[°]
含浸剤:含浸剤1
含浸時間:600秒
表面層:表面層5
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面50[μm]、先端面50[μm]
エッジ部より70[μm]での先端内部硬さ:5.0[N/mm2]
エッジ部より140[μm]での先端内部硬さ:1.8[N/mm2]
先端摩擦係数:0.6
ブレードエッジ摩耗幅:30[μm]
クリーニング不良発生:スジ状クリーニング不良4ヶ所
異音発生:ビビリ発生
(Comparative Example 7)
Base urethane rubber: Urethane rubber 1
Angle between the blade lower surface and the tip surface at the tip ridge line: 90 [°]
Impregnating agent: Impregnating agent 1
Impregnation time: 600 seconds Surface layer: Surface layer 5
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: blade lower surface 50 [μm], tip surface 50 [μm]
Tip internal hardness at 70 [μm] from edge: 5.0 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 140 [μm] from edge: 1.8 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.6
Blade edge wear width: 30 [μm]
Occurrence of cleaning failure: 4 streaky cleaning failures Occurrence of abnormal noise: chattering
(比較例8)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム1
先端稜線部のブレード下面と先端面からなる角度:85[°]
含浸剤:なし
表面層:表面層1
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面10[μm]、先端面20[μm]
エッジ部より70[μm]での先端内部硬さ:0.8[N/mm2]
エッジ部より140[μm]での先端内部硬さ:0.7[N/mm2]
先端摩擦係数:0.6
ブレードエッジ摩耗幅:22[μm]
クリーニング不良発生:帯状クリーニング不良2ヶ所
異音発生:なし
先端面えぐれ摩耗発生
(Comparative Example 8)
Base urethane rubber: Urethane rubber 1
Angle between the blade lower surface and the tip surface at the tip ridge line: 85 [°]
Impregnating agent: None Surface layer: Surface layer 1
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: blade lower surface 10 [μm], tip surface 20 [μm]
Tip internal hardness at 70 [μm] from the edge: 0.8 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 140 [μm] from edge: 0.7 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.6
Blade edge wear width: 22 [μm]
Occurrence of poor cleaning: Two belt-like cleaning defects Abnormal noise: None
(比較例9)
ベースウレタンゴム:ウレタンゴム3
先端稜線部のブレード下面と先端面からなる角度:80[°]
含浸剤:含浸剤4
含浸時間:600秒
表面層:表面層5
エッジ部より50[μm]での表面層厚:ブレード下面50[μm]、先端面80[μm]
エッジ部より70[μm]での先端内部硬さ:4.5[N/mm2]
エッジ部より140[μm]での先端内部硬さ:1.5[N/mm2]
先端摩擦係数:0.4
ブレードエッジ摩耗幅:30[μm]
クリーニング不良発生:帯状クリーニング不良3ヶ所
異音発生:ビビリ発生
(Comparative Example 9)
Base urethane rubber:
Angle between the blade bottom surface and the tip surface at the tip ridge line: 80 [°]
Impregnating agent: impregnating
Impregnation time: 600 seconds Surface layer: Surface layer 5
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: blade lower surface 50 [μm], tip surface 80 [μm]
Tip internal hardness at 70 [μm] from the edge: 4.5 [N / mm 2 ]
Tip internal hardness at 140 [μm] from edge: 1.5 [N / mm 2 ]
Tip friction coefficient: 0.4
Blade edge wear width: 30 [μm]
Occurrence of cleaning failure: 3 belt-like cleaning failures Abnormal noise occurrence: chattering
上記表2は、実施例8〜実施例13、比較例6〜比較例9の検証実験の結果をまとめたものである。
実施例8〜実施例13においては、先端稜線部のブレード下面と先端面からなる角度が60[°]〜80[°]であり、かつ、弾性体ブレードの先端内部(先端稜線部近傍)のマルテンス硬さが、弾性体ブレード長手方向に垂直な断面内で先端稜線部の角度の中心線上で先端稜線部から70[μm]の内部で1.0〜5.0[N/mm2]であり、上記中心線上で先端稜線部から140[μm]の内部で0.4〜0.8[N/mm2]であること、すなわち、先端稜線部が鋭角でありかつ先端内部が局所的に硬くなっている状態であるので、従来生じていた先端稜線部のめくれや先端面えぐれ摩耗などが抑制されると共に先端稜線部の摩耗による丸まりが少なく摩耗量も少ないので良好なクリーニング性を維持することができたと考えられる。また、低摩擦処理を含めた弾性体ブレードの先端稜線部や先端内部などに改質処理がなされ、先端稜線部の摩擦係数が0.5以下に制御されているので、経時的な異音発生を回避することができたと考えられる。さらに、感光体の表面と先端稜線部との間で生じる摩擦力を低減することができ、先端稜線部のめくれをより抑制することができるとともに、弾性体ブレードの先端稜線部の摩耗もより抑制することができたと考えられる。
Table 2 above summarizes the results of verification experiments of Examples 8 to 13 and Comparative Examples 6 to 9.
In Examples 8 to 13, the angle between the blade lower surface and the tip surface of the tip ridge line portion is 60 [°] to 80 [°], and the inside of the tip of the elastic blade (near the tip ridge line portion) The Martens hardness is 1.0 to 5.0 [N / mm 2 ] within 70 [μm] from the tip ridge line portion on the center line of the angle of the tip ridge line portion in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the elastic blade. Yes, 0.4 to 0.8 [N / mm 2 ] within 140 [μm] from the tip ridge line portion on the center line, that is, the tip ridge line portion has an acute angle and the tip inside is locally Since it is in a hard state, curling of the tip ridge line and tip wear caused by the tip are suppressed, and rounding due to wear of the tip ridge is small and the amount of wear is small, thus maintaining good cleaning performance. It seems that we were able to In addition, the tip of the elastic blade including the low friction treatment is modified on the tip ridge line and inside the tip, and the friction coefficient of the tip ridge line is controlled to 0.5 or less. It is thought that it was possible to avoid. Furthermore, the frictional force generated between the surface of the photoconductor and the tip ridge line portion can be reduced, the turning of the tip ridge line portion can be further suppressed, and the wear of the tip ridge line portion of the elastic blade can be further suppressed. It is thought that it was possible.
一方、比較例6、比較例8においては、含浸処理がされていないため、弾性体ブレードの先端内部(先端稜線部近傍)の硬さが低く、先端稜線部が鋭角である場合には当接圧が不足してしまい、また先端稜線部が鋭角で無い場合には先端面えぐれ摩耗が発生し、いずれもクリーニング不良が生じてしまったと考えられる。 On the other hand, in Comparative Example 6 and Comparative Example 8, since the impregnation treatment is not performed, the hardness inside the tip of the elastic blade (near the tip ridge line) is low and the tip ridge line is in contact with an acute angle. If the pressure is insufficient and the edge of the tip edge is not acute, the tip end surface wears out, and it is considered that any of them has caused a cleaning failure.
比較例7や比較例9では硬さの上昇がより内部まで及んでいるために、弾性体ブレードの運動性が抑制され、感光体との摺擦によって生じるエネルギーの発散ができず摩耗が促進されたことによる摩耗量の増大や、異音発生などが生じたと考えられる。さらに比較例9では、表面層の層厚が厚いために表面層の硬さが影響して弾性体ブレードの運動が過剰に抑えられ、先端稜線部の摩擦係数が低くても異音の発生を回避できなかったと考えられる。 In Comparative Example 7 and Comparative Example 9, since the increase in the hardness is further extended to the inside, the mobility of the elastic blade is suppressed, and the energy generated by the friction with the photoconductor cannot be dissipated and the wear is promoted. It is thought that the increase in the amount of wear and the generation of abnormal noise were caused. Furthermore, in Comparative Example 9, since the thickness of the surface layer is large, the hardness of the surface layer affects the movement of the elastic blade, and the generation of abnormal noise is suppressed even when the friction coefficient of the tip ridge is low. It is thought that it could not be avoided.
これまで、いわゆるモノクロの画像形成装置の例について説明したが、カラーの画像形成装置であってもよい。以下、カラー画像形成装置に本実施形態の特徴点を適用した場合について説明する。なお、このカラー画像形成装置の基本的な構成は図7に示した実施形態1のタンデム型のカラー画像形成装置であるカラープリンタと同じであるので、その説明を省略する。 So far, an example of a so-called monochrome image forming apparatus has been described, but a color image forming apparatus may be used. Hereinafter, the case where the feature point of this embodiment is applied to a color image forming apparatus will be described. The basic configuration of this color image forming apparatus is the same as that of the color printer which is the tandem type color image forming apparatus of Embodiment 1 shown in FIG.
図7に示すような本実施形態のカラープリンタが備える各プロセスカートリッジ1C,1M,1Y,1Kのクリーニング装置6C,6M,6Y,6Kには、次のようなクリーニングブレードが設けられている。すなわち、クリーニングブレードは、先端稜線部のブレード下面と先端面からなる角度が60[°]〜80[°]であり、かつそのブレード部材長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、ブレード下面と先端面からなる角度の中心線上で先端稜線部から70[μm]の内部で、1.0〜5.0[N/mm2]で、先端稜線部から140[μm]の内部で、0.4〜0.8[N/mm2]であるクリーニングブレードがクリーニング装置6C,6M,6Y,6Kに設けられている。
The following cleaning blades are provided in the cleaning devices 6C, 6M, 6Y, and 6K of the
本実施形態のカラープリンタは、上述のような構成を備えているので、重合トナーをクリーニングできるようクリーニングブレードの線圧を上げても、クリーニングブレードの先端稜線部にめくれが生じることがなく、良好なクリーニング性を経時にわたり維持することができる。また、感光体の摩耗の進行が抑制され、長期にわたりに良好な画像を維持することができる。 Since the color printer according to the present embodiment has the above-described configuration, even if the linear pressure of the cleaning blade is increased so that the polymerized toner can be cleaned, the tip ridge line portion of the cleaning blade is not turned up and is good. Cleanability can be maintained over time. Further, the progress of abrasion of the photoreceptor is suppressed, and a good image can be maintained over a long period.
以上、本実施形態によれば、被清掃部材である感光体3の表面に当接して、感光体表面から粉体であるトナーを除去するクリーニングブレード62において、短冊形状の弾性体ブレード622と、弾性体ブレード622の感光体表面と対向する面であるブレード下面62bと弾性体ブレード622の弾性体ブレード長手方向の端面である先端面62aとの間の角である、感光体3の表面と当接する先端稜線部62cを覆う、弾性体ブレード622よりも硬い表面層623とで構成され、ビッカース圧子により荷重1[mN]で測定した際の弾性体ブレード622の先端稜線部近傍の弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、先端面62aから弾性体ブレード長手方向に50[μm]内側且つブレード下面62bから弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に50[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、先端面62aから弾性体ブレード長手方向に100[μm]内側且つブレード下面62bから弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に100[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下である。これにより、上述した検証結果で明らかにしたように、表面層623が摩耗し弾性体ブレード622の先端稜線部62cが露出しても先端稜線部62cがめくれるのを抑制することができ、長期にわたってクリーニング性を維持することができる。
また、本実施形態によれば、被清掃部材である感光体3の表面に当接して、感光体表面から粉体であるトナーを除去するクリーニングブレード62において、短冊形状の弾性体ブレード622と、弾性体ブレード622の感光体表面と対向する面であるブレード下面62bと弾性体ブレード622の弾性体ブレード長手方向の端面である先端面62aとの間の角である、感光体3の表面と当接する先端稜線部62cを覆う、弾性体ブレード622よりも硬い表面層623とで構成され、先端稜線部62cの角度が60[°]以上80[°]以下であり、且つ、ビッカース圧子により荷重1[mN]で測定した際の弾性体ブレード622の先端稜線部近傍の弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、先端稜線部62cの角度の中心線上における先端稜線部62cから70[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、上記中心線上における先端稜線部62cから140[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下である。これにより、上述した検証結果で明らかにしたように、表面層623が摩耗し弾性体ブレード622の先端稜線部62cが露出しても先端稜線部62cがめくれるのを抑制することができ、長期にわたってクリーニング性を維持することができる。
また、本実施形態によれば、弾性体ブレード622は先端稜線部62cに、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも1種を含浸させる低摩擦処理がなされ、先端稜線部62cの摩擦係数が0.5以下である。これにより、感光体3の表面と先端稜線部62cとの間で生じる摩擦力を低減することができ、先端稜線部のめくれを抑制することができるとともに、弾性体ブレード622の摩耗を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、表面層623は紫外線硬化樹脂からなり表面層623の先端面側における層厚が1[μm]以上50[μm]以下であることであることが好ましい。すなわち、上述したように、層厚が、1[μm]未満だと、表面層623の剛性が弱くなり、クリーニングブレード62の先端稜線部62cがめくれやすくなり、また、層厚が50[μm]を超えると、トナーのすり抜けが増大してクリーニング不良が発生しやすくなるためである。また、表面層623が紫外線硬化樹脂からなることで、クリーニングブレード62の先端稜線部62cに付着した樹脂に紫外線を照射させるだけで、所望の硬度を有する表面層623を得ることができ、クリーニングブレード62を安価に製造することができる。
また、本実施形態によれば、弾性体ブレード622として、ウレタン基を含むゴムを用いたことで、感光体3に偏心などあっても、柔軟に弾性体ブレード622が変形して、所定の当接圧を維持することができ、良好なクリーニング性を維持することができる。
また、本実施形態によれば、画像形成装置において上述のクリーニングブレード62で感光体表面の転写残トナーを除去することで、経時にわたり高品質な画像を維持することができる。
また、本実施形態によれば、プロセスカートリッジ1として上述のクリーニングブレード62を一体に構成することで、クリーニング性が良好なプロセスカートリッジを提供することができる。
また、本実施形態によれば、像担持体である感光体3上にトナー像を形成し、トナー像を感光体3上から転写体上に転写した後に、クリーニングブレードによって感光体3上の残トナーを除去する画像形成方法において、クリーニングブレードとして、短冊形状の弾性体ブレード622と、弾性体ブレード622の感光体表面と対向する面であるブレード下面62bと弾性体ブレード622の弾性体ブレード長手方向の端面である先端面62aとの間の角である、感光体3の表面と当接する先端稜線部62cを覆う、弾性体ブレード622よりも硬い表面層623とで構成され、ビッカース圧子により荷重1[mN]で測定した際の弾性体ブレード622の先端稜線部近傍の弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、先端面62aから弾性体ブレード長手方向に50[μm]内側且つブレード下面62bから弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に50[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、先端面から弾性体ブレード長手方向に100[μm]内側且つブレード下面から弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に100[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下であるクリーニングブレード62を用いることで、上述した検証実験で明らかにしたように、表面層623が摩耗し弾性体ブレード622の先端稜線部62cが露出しても先端稜線部62cがめくれるのを抑えられ長期にわたりクリーニング不良の発生を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、像担持体である感光体3上にトナー像を形成し、トナー像を感光体3上から転写体上に転写した後に、クリーニングブレードによって感光体3上の残トナーを除去する画像形成方法において、クリーニングブレードとして、短冊形状の弾性体ブレード622と、弾性体ブレード622の感光体表面と対向する面であるブレード下面62bと弾性体ブレード622の弾性体ブレード長手方向の端面である先端面62aとの間の角である、感光体3の表面と当接する先端稜線部62cを覆う、弾性体ブレード622よりも硬い表面層623とで構成され、先端稜線部62cの角度が60[°]以上80[°]以下であり、且つ、ビッカース圧子により荷重1[mN]で測定した際の弾性体ブレード622の先端稜線部近傍の弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、先端稜線部62cの角度の中心線上における先端稜線部62cから70[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、上記中心線上における先端稜線部62cから140[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下であるクリーニングブレード62を用いることで、上述した検証実験で明らかにしたように、表面層623が摩耗し弾性体ブレード622の先端稜線部62cが露出しても先端稜線部62cがめくれるのを抑えられ長期にわたりクリーニング不良の発生を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the
Further, according to the present embodiment, in the cleaning blade 62 that contacts the surface of the photosensitive member 3 that is a member to be cleaned and removes toner that is powder from the surface of the photosensitive member, the strip-shaped elastic blade 622; The surface of the photoreceptor 3, which is the angle between the blade lower surface 62 b that is the surface facing the photoreceptor surface of the elastic blade 622 and the tip surface 62 a that is the end surface of the elastic blade 622 in the longitudinal direction of the elastic blade, It is composed of a surface layer 623 that is harder than the elastic blade 622 and covers the contacting tip ridge line portion 62c, and the angle of the tip ridge line portion 62c is not less than 60 [°] and not more than 80 [°], and a load of 1 by the Vickers indenter Martens hardness at the elastic blade section perpendicular to the longitudinal direction of the front edge portion near the elastic blade 622 when measured at [mN] is the angle of the tip edge 62c It is 1.0 [N / mm 2 ] or more and 5.0 [N / mm 2 ] or less at a point 70 [μm] inside the tip ridge line portion 62c on the center line, and the tip ridge line portions 62c to 140 [140 [ [mu] m] is 0.4 [N / mm 2] or more 0.8 [N / mm 2] or less inside the location. Thereby, as clarified by the above-described verification result, it is possible to prevent the tip
In addition, according to the present embodiment, the
Further, according to the present embodiment, the
Further, according to the present embodiment, the
In addition, according to the present embodiment, high-quality images can be maintained over time by removing the transfer residual toner on the surface of the photoconductor with the above-described
In addition, according to the present embodiment, the above-described
Further, according to the present embodiment, a toner image is formed on the
Further, according to the present embodiment, a toner image is formed on the
1 プロセスカートリッジ
2 枠体
3 感光体
4 帯電装置
5 現像装置
6 クリーニング装置
7 転写装置
8 分離爪
9 クリーニング前チャージャ
10 潤滑剤塗布装置
11 除電ランプ
12 上レジストローラ
13 下レジストローラ
14 転写搬送ベルト
15 給紙コロ
16 定着装置
23 像担持体
51 現像ローラ
52 供給スクリュ
53 攪拌スクリュ
54 ドクタ
62 クリーニングブレード
62a 先端面
62b ブレード下面
62c 先端稜線部
71 転写前チャージャ
72 転写チャージャ
73 分離チャージャ
101 ファーブラシ
103 固形潤滑剤
104 潤滑剤加圧スプリング
262 クリーニングブレード
262a 先端面
262b ブレード下面
262c 先端稜線部
621 ホルダー
622 弾性体ブレード
623 表面層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Process cartridge 2
Claims (9)
短冊形状の弾性体ブレードと、
該弾性体ブレードの被清掃部材表面に対向する面であるブレード下面と該弾性体ブレードの弾性体ブレード長手方向の端面である先端面との間の角である先端稜線部を覆う、該弾性体ブレードよりも硬い表面層とで構成され、
ビッカース圧子により荷重1[mN]で測定した際の該弾性体ブレードの先端稜線部近傍の弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、前記先端面から弾性体ブレード長手方向に50[μm]内側且つ前記ブレード下面から弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に50[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、該先端面から弾性体ブレード長手方向に100[μm]内側且つ該ブレード下面から弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に100[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下であることを特徴とするクリーニングブレード。 In the cleaning blade that contacts the surface of the member to be cleaned and removes the powder from the surface of the member to be cleaned,
A strip-shaped elastic blade,
The elastic body that covers a tip ridge line portion that is an angle between a blade lower surface that is a surface facing the surface of a member to be cleaned of the elastic blade and a tip surface that is an end surface of the elastic blade in the longitudinal direction of the elastic blade. Consists of a harder surface layer than the blade,
The Martens hardness in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the elastic blade near the tip edge portion of the elastic blade when measured with a load of 1 [mN] by a Vickers indenter is 50 in the longitudinal direction of the elastic blade from the tip surface. [Μm] 1.0 [N / mm 2 ] or more and 5.0 [N / mm 2 ] or less at a location 50 [μm] inside in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the elastic blade from the lower surface of the blade There is 0.4 [N / mm 2 ] at a location 100 [μm] inward in the longitudinal direction of the elastic blade from the tip surface and 100 [μm] in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the elastic blade from the lower surface of the blade. The cleaning blade is characterized in that it is 0.8 [N / mm 2 ] or less.
短冊形状の弾性体ブレードと、
該弾性体ブレードの被清掃部材表面に対向する面であるブレード下面と該弾性体ブレードの弾性体ブレード長手方向の端面である先端面との間の角である先端稜線部を覆う、該弾性体ブレードよりも硬い表面層とで構成され、
該先端稜線部の角度が60[°]以上80[°]以下であり、且つ、ビッカース圧子により荷重1[mN]で測定した際の該弾性体ブレードの先端稜線部近傍の弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、該先端稜線部の角度の中心線上における該先端稜線部から70[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、該中心線上における該先端稜線部から140[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下であることを特徴とするクリーニングブレード。 In the cleaning blade that contacts the surface of the member to be cleaned and removes the powder from the surface of the member to be cleaned,
A strip-shaped elastic blade,
The elastic body that covers a tip ridge line portion that is an angle between a blade lower surface that is a surface facing the surface of a member to be cleaned of the elastic blade and a tip surface that is an end surface of the elastic blade in the longitudinal direction of the elastic blade. Consists of a harder surface layer than the blade,
The angle of the tip ridge line portion is 60 [°] or more and 80 [°] or less, and the elastic blade longitudinal direction in the vicinity of the tip ridge line portion of the elastic blade when measured with a load of 1 [mN] by a Vickers indenter in the Martens hardness at a cross section perpendicular, 1.0 at an angle position from the tip edge line portion 70 [[mu] m] inside of the on the center line of the tip edge line [N / mm 2] or more 5.0 [N / mm 2 ] or less, and 0.4 [N / mm 2 ] or more and 0.8 [N / mm 2 ] or less at a position 140 [μm] inside from the tip ridge line portion on the center line, Cleaning blade.
上記弾性体ブレードは上記先端稜線部に、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも1種を含浸させる低摩擦処理がなされ、該先端稜線部の摩擦係数が0.5以下であることを特徴とするクリーニングブレード。 The cleaning blade according to claim 1 or 2,
The elastic blade is subjected to a low friction treatment in which the tip ridge portion is impregnated with at least one selected from an isocyanate compound, a fluorine compound, and a silicone compound, and the friction coefficient of the tip ridge portion is 0.5 or less. Characteristic cleaning blade.
上記表面層は紫外線硬化樹脂からなり該表面層のカット面側における層厚が1[μm]以上50[μm]以下であることを特徴とするクリーニングブレード。 The cleaning blade according to claim 1, 2 or 3,
The cleaning blade is characterized in that the surface layer is made of an ultraviolet curable resin, and the layer thickness on the cut surface side of the surface layer is not less than 1 [μm] and not more than 50 [μm].
上記弾性体ブレードとして、ウレタン基を含むゴムを用いたことを特徴とするクリーニングブレード。 The cleaning blade of claim 1, 2, 3, or 4
A cleaning blade using a rubber containing a urethane group as the elastic blade.
該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
該像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像化する現像手段と、
該像担持体表面のトナー像を転写体に転写する転写手段と、
該像担持体表面に当接して、該像担持体表面に付着した残トナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、
該クリーニングブレードとして、請求項1、2、3、4または5のクリーニングブレードを用いたことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
Charging means for charging the surface of the image carrier;
A latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier;
Developing means for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image on the surface of the image carrier to a transfer body;
In an image forming apparatus comprising a cleaning unit that has a cleaning blade that contacts the surface of the image carrier and removes residual toner attached to the surface of the image carrier.
6. An image forming apparatus using the cleaning blade according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 as the cleaning blade.
前記クリーニングブレードとして、請求項1、2、3、4または5のクリーニングブレードを用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 In a process cartridge that integrally supports an image carrier and cleaning means having a cleaning blade that removes at least residual toner adhered to the surface of the image carrier, and is detachable from the image forming apparatus main body,
6. A process cartridge using the cleaning blade according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 as the cleaning blade.
該クリーニングブレードとして、短冊形状の弾性体ブレードと、該弾性体ブレードの被清掃部材表面に対向する面であるブレード下面と該弾性体ブレードの弾性体ブレード長手方向の端面である先端面との間の角である先端稜線部を覆う、該弾性体ブレードよりも硬い表面層とで構成され、ビッカース圧子により荷重1[mN]で測定した際の該弾性体ブレードの先端稜線部近傍の弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、前記先端面から弾性体ブレード長手方向に50[μm]内側且つ前記ブレード下面から弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に50[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、該先端面から弾性体ブレード長手方向に100[μm]内側且つ該ブレード下面から弾性体ブレード長手方向に対して直交する方向に100[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下であるクリーニングブレードを用いることを特徴とする画像形成方法。 In an image forming method of forming a toner image on an image carrier, transferring the toner image from the image carrier to a transfer member, and then removing residual toner on the image carrier by a cleaning blade.
As the cleaning blade, a strip-shaped elastic blade, and a blade lower surface that is a surface facing the surface of the member to be cleaned of the elastic blade and a tip surface that is an end surface of the elastic blade in the longitudinal direction of the elastic blade. An elastic blade near the tip ridge line portion of the elastic blade when measured with a load of 1 [mN] by a Vickers indenter. Martens hardness in a cross section perpendicular to the longitudinal direction is 50 [μm] inside from the tip surface in the longitudinal direction of the elastic blade and 50 [μm] inside from the lower surface of the blade in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the elastic blade 1.0 [N / mm 2 ] or more and 5.0 [N / mm 2 ] or less at a position of 100 [μm] in the longitudinal direction of the elastic body blade from the tip surface and the blade Use a cleaning blade that is 0.4 [N / mm 2 ] or more and 0.8 [N / mm 2 ] or less at a location 100 [μm] inside in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the elastic blade from the lower surface of the blade. An image forming method.
該クリーニングブレードとして、短冊形状の弾性体ブレードと、該弾性体ブレードの被清掃部材表面に対向する面であるブレード下面と該弾性体ブレードの弾性体ブレード長手方向の端面である先端面との間の角である先端稜線部を覆う、該弾性体ブレードよりも硬い表面層とで構成され、該先端稜線部の角度が60[°]以上80[°]以下であり、且つ、ビッカース圧子により荷重1[mN]で測定した際の該弾性体ブレードの先端稜線部近傍の弾性体ブレード長手方向に垂直な断面でのマルテンス硬さが、該先端稜線部の角度の中心線上における該先端稜線部から70[μm]内側の箇所で1.0[N/mm2]以上5.0[N/mm2]以下であり、該中心線上における該先端稜線部から140[μm]内側の箇所で0.4[N/mm2]以上0.8[N/mm2]以下であるクリーニングブレードを用いることを特徴とする画像形成方法。 In an image forming method of forming a toner image on an image carrier, transferring the toner image from the image carrier to a transfer member, and then removing residual toner on the image carrier by a cleaning blade.
As the cleaning blade, a strip-shaped elastic blade, and a blade lower surface that is a surface facing the surface of the member to be cleaned of the elastic blade and a tip surface that is an end surface of the elastic blade in the longitudinal direction of the elastic blade. And a surface layer that is harder than the elastic blade and covers the tip ridge line portion, the angle of the tip ridge line portion is not less than 60 [°] and not more than 80 [°], and is loaded by the Vickers indenter 1 Martens hardness at the elastic blade section perpendicular to the longitudinal direction of the front edge portion near the elastic body blade when measured at [mN] is the tip edge line portion on the center line of the angle of the tip ridge portion It is 1.0 [N / mm 2 ] or more and 5.0 [N / mm 2 ] or less at a location inside 70 [μm], and 0. 0 at a location inside 140 [μm] from the tip ridge line portion on the center line. 4 [N / m Image forming method which comprises using a cleaning blade is 2 or more 0.8 [N / mm 2] or less.
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